【题目】铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见价态有+3、+4,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。
(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被Ce4+溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1∶1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如右图所示。
①Ce4+从电解槽的__________(填字母序号)口流出。
②写出阴极的电极反应式____________________________。每消耗1mol NO2-,阴极区H+物质的量减少______mol。
(3)铈元素在自然中主要以氟碳矿形式存在,主要化学成分为CeFCO3,工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下:
①焙烧过程中发生的主要反应方程式为______________________。
②酸浸过程中有同学认为用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,他的理由是_________________。
③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则Ce(BF4)3(s) + 3KCl(aq)3KBF4(s) + CeCl3 (aq)平衡常数为______________________。
④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______________________。
【答案】(1)2:1
(2)① a ② 2NO2 - +8H++6e—=N2↑+4H2O 14
(3)①CeFCO3+ O23 CeO2+ CeF4+4CO2②不释放氯气,减少对环境的污染
④ NH4Cl固体分解出HCl气体,抑制CeCl3水解
【解析】(1)NO被Ce4+溶液氧化为NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1∶1),Ce4+被还原为Ce3+,该反应的离子方程式为4 Ce4++2NO+3H2O==4 Ce3+ +NO2-+NO3-+6H+,Ce4+为氧化剂,NO为还原剂,二者的物质的量之比为2:1。
(2)采用电解法将吸收液中的NO2-转化为无毒物质N2,发生还原反应,电极反应式为2NO2 - +8H++6e—=N2↑+4H2O,Ce3+被氧化为Ce4+,电极反应式为Ce3+-e-=Ce4+。①分析电解装置知左侧电极为电解池的阳极,电极反应式为Ce3+-e-=Ce4+,故Ce4+从电解槽的a口流出。②右侧电极为电解池的阴极,发生还原反应,电极反应式为2NO2 - +8H++6e—=N2↑+4H2O ;根据电极反应式和电荷守恒知每消耗1mol NO2-,阴极区H+物质的量减少1mol。
(3)①焙烧过程中,CeFCO3和 O2反应生成CeO2、 CeF4和CO2,利用化合价升降法配平,反应方程式为4CeFCO3+ O23 CeO2+ CeF4+4CO2 。②酸浸过程中,+4价Ce被还原为+3价,HCl被氧化生成有毒气体氯气,污染环境。用稀硫酸和H2O2替换盐酸,H2O2的氧化产物为氧气,不释放氯气,减少对环境的污染 。③反应:Ce(BF4)3(s) + 3K+(aq)
3KBF4(s) + Ce3+(aq)的平衡常数K=c(Ce3+)/c3(K+),Ce(BF4)3的Ksp= c(Ce3+) c3(BF4-)=a,KBF4的Ksp= c(K+) c(BF4-)=b,则Ce(BF4)3(s) + 3KCl(aq)
3KBF4(s) + CeCl3 (aq)平衡常数K=Ksp[Ce(BF4)3]/ Ksp3(KBF4)=
。④加热CeCl3·6H2O时,Ce3+水解,得不到无水CeCl3。加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物时,其中NH4Cl固体分解出HCl气体,抑制CeCl3水解。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某学生将1﹣氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,结果未见到白色沉淀生成,而出现黑褐色沉淀,其主要原因
A. 加热时间太短 B. 不应冷却后再加入AgNO3
C. 加AgNO3溶液前未用稀硝酸酸化 D. 反应后的溶液中不存在Cl﹣
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关核酸的叙述,正确的是 ( )
A. 某些原核生物的遗传物质是RNA
B. HIV (艾滋病病毒)的核酸中,有5种碱基
C. DNA两条链上有一个游离的磷酸基
D. 组成DNA、ATP和磷脂分子的元素种类相同
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在一定温度下,将气体 X 和气体Y各0.16 mol 充入10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
t/min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(Y)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
下列说法正确的是 ( )
A.反应前2 min 的平均速率 v(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前 v(逆)>v(正)
C.该温度下此反应的平衡常数 K=1.44
D.其他条件不变,再充入 0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】按要求填空。
(1)写出葡萄糖的结构简式________________________________。
(2)腈纶是由CH2=CH—CN通过加聚反应而制得的高分子化合物。CH2=CH—CN的制备方法如下2CH3-CH=CH2+2NH3+3O2→2CH2=CH-CN+6H2O。丙烯是石脑油裂解的产物之一:C10H22→2C3H6+X。
①写出含3个—CH3的X的结构简式_____________________________________
②由CH2=CH—CN制备腈纶的方程式为__________________________________
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)+B(g)2C(g);△H <0。4 s(秒)后反应达到平衡状态,此时测得 C 的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法中正确的是
A. 当A、B、C物质的量浓度之比为2:1:2时,反应即达到平衡状态
B. 4s内用物质B表示的反应速率为0.075mol·L-1·s-1
C. 达平衡后若通入一定量氦气,A的转化率降低
D. 达平衡后若升高温度,C的浓度将增大
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列物质久置于空气中会发生相应的变化,其中发生了氧化还原反应的是( )
A.浓硫酸的体积增大
B.铝的表面生成致密的薄膜
C.澄清的石灰水变浑浊
D.氢氧化钠的表面发生潮解
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com