【题目】氟碳铈矿的主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料,二氧化铈(CeO2) 是一种重要的稀土氧化物。以氟碳铈矿为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:
已知:①Ce 4+既能与F 结合成[CeFx](4-x)+,也能与SO42-结合成[CeSO4]2+;
②在硫酸体系中Ce4+ 能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1) “氧化焙烧”的目的是______________。
(2)“酸浸”中会产生大量黄绿色气体、请写出CeO2与盐酸反应的离子方程式___________________;为避免产生上述污染,请提出一种解决方案________________________。
(3)“萃取”时存在反应:Ce4++n(HA)2Ce+(H2a-4A2a)+4H+。实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器为______________;若缺少 “洗氟”,则所得产品的质量将_________(填“偏大”、“偏小”或 “不变”)。
(4) “反萃取”中,加稀硫酸和H2O2的作用__________________(用离子方程式表示)。
(5)取上述流程中得到的CeO2产品0.500g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+,其它杂质均不参加反应)消25.00mL标准溶液,该产品中CeO2的质量分数为________。
【答案】 将+3价铈氧化成+4价(将CeFCO3氧化成CeO2) 2CeO2+8H++2Cl-=2Ce3++Cl2↑+4H2O 改用H2SO4酸浸 分液漏斗 偏小 Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+ 86.0%或0.86
【解析】试题分析:(1)“氧化焙烧”可以将将+3价铈氧化成+4价;(2)“酸浸”中盐酸被CeO2氧化为黄绿色氯气,CeO2被还原为Ce3+;为避免氧化还原反应发生,可以改用硫酸;(3)“萃取”时要分液;根据Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+分析;(4)在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,“反萃取”中,加稀硫酸和H2O2可以将Ce4+还原为Ce3+;(5)根据电子守恒FeSO4与CeO2的关系式是FeSO4 CeO2,利用关系式计算。
解析:(1)“氧化焙烧”可以将CeFCO3中+3价铈氧化成CeO2中+4价铈;(2)“酸浸”中盐酸被CeO2氧化为黄绿色氯气,CeO2被还原为Ce3+,离子方程式是2CeO2+8H++2Cl-=2Ce3++Cl2↑+4H2O ;为避免氧化还原反应发生,可以改用H2SO4酸浸;(3)“萃取”时要分液,用到的主要玻璃仪器是分液漏斗;Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,若缺少“洗氟”,则所得产品的质量将偏小;(4)在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,“反萃取”中,加稀硫酸和H2O2可以将Ce4+还原为Ce3+,反应离子方程式是Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+;
(5)设CeO2的质量是xg
FeSO4 CeO2 ,
1mol 172g
0.025L0.1mol·L-1 xg
X=0.43g;该产品中CeO2的质量分数为 。
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【题目】宇宙飞船上常使用氢氧燃料电池,其电极总反应式为:2H2+O2=2H2O;若电解质溶液为KOH溶液,则下列叙述正确的是:
A. 此电池能见到浅蓝色火焰 B. H2为正极,O2为负极
C. 工作时电解液中OH-的物质的量不断增加 D. 电极反应中: H2失电子; O2得电子
【答案】D
【解析】A.该电池中氢气不燃烧,所以不能见到浅蓝色火焰,A错误;B.该原电池中,负极上通入氢气,正极上通入氧气,B错误;C.电池反应式为:2H2+O2=2H2O,根据方程式知,电解质溶液中氢氧根离子的物质的量不变,C错误;D.负极上电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O,正极上电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,所以负极上氢气失电子,正极上氧气得电子,D正确;答案选D。
点睛:本题考查燃料电池,明确正负极上得失电子是解本题关键,难点是电极反应式的书写,电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性,有时还需要考虑交换膜以及是不是熔融的电解质等。
【题型】单选题
【结束】
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【题目】可逆反应aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(g),其他条件不变,C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图,其中正确的是 ( )
A. P1 > P2
B. 该反应的ΔH < 0
C. 化学方程式系数a>c+d
D. 使用催化剂,C的物质的量分数增加
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【题目】按要求填写下列相关内容:
(1)在常温下,将体积为 VaL、pH 为 a 的稀硫酸和体积为 VbL、pH为 b 的烧碱溶液混合,若所得混合液为中性。如果 a+b=15,则 Va:Vb=_______。某温度时,水的离子积常数 Kw=1×10-13.在此温度下,将 pH=a 的硫酸溶液 VaL与 pH=b的 NaOH 溶液 VbL 混合,若所得混合液为中性,如果 a+b=12,则 Va:Vb=_______。
(2)中和相同体积,相同 pH 的 Ba(OH)2、NH3·H2O、NaOH 三种稀溶液所用相同浓度的盐酸的体积分别为 V1、V2、V3,则三种关系为______________(用“V1、V2、V3”和“>、<、=”表示)。
(3)常温下将 0.2mol/LHCl 溶液与 0.2mol/LMOH 溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的 pH=6,试回答以下问题:
①0.2mol/LHCl 溶液中由水电离出的 c(H+)______0.2mol/LMOH 溶液中由水电离出的c(H+);(填“>”、“<”、或“=”)
②求出混合溶液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):c(Cl-)-c(M+)=_______mol/L。
③已知 Ksp(CaCO3)=2.8×10-9mol2·L-2. 现将 CaCl2 溶液与 0.02 mol·L-1Na2CO3 溶液等体积混合,生成 CaCO3 沉淀时,所需 CaCl2 溶液的最小物质的量浓度为______mol/L。
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【题目】下列各组微粒半径由小到大的排列顺序正确的是( )
A.Na<Si<PB.O2->Mg2+>Al3+
C.Ca>Ba>Ca2+D.Cl->F>F-
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【题目】某兴趣小组设计如图所示的微型实验装置。实验时,现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是
A. 断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H+ + 2Cl-Cl2↑+H2↑
B. 断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C. 断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为: Cl2+2e-=2Cl-
D. 断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
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【题目】一定温度下,下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡标志的是
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
③A、B、C的浓度不再变化
④C的物质的量不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的总物质的量不再变化
⑦单位时间消耗a molA,同时生成3a mol B
⑧A、B、C的分子数之比为1:3:2
A. ⑤⑥B. ⑦④C. ①③D. ②⑧
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【题目】已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中a、c原子的L层有2个未成对电子,d与e同主族,d的二价阳离子与c的阴离子具有相同的电子层结构,f3+离子M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息,回答下列问题(答题时,用所对应的元素符号表示):
(1)画出f3+离子的价层电子排布图__________,bH3分子中b原子的价层电子对构型为__________。
(2)写出一种与ab-互为等电子体的分子的化学式_________,ab-中a原子的杂化方式为_______。
(3)f和m(质子数为25) 两元素的部分电离能数据列于下表:
元素 | m | f | |
电能(kJ·mol-1) | I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 |
比较两元素的I2、I3可知,气态m2+再失去一个电子比气态f2+再失去一个电子难,原因是____________。
(4)已知e的碳酸正盐热分解温度比d的高,其原因是___________________。
(5)已知CaF2晶体常用于助熔剂,其晶胞结构如图所示。
设阿伏加德罗常数的值为NA ,F原子和Ca原子之间的距离为apm,在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有个F-,则Ca2+的配位数是_______,晶体的密度为_______。
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【题目】一定温度下的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡。缩小容器容积,对反应产生影响的叙述不正确的是
A. 使SO3的浓度增大 B. 使平衡向正反应方向移动
C. 使平衡常数K增大 D. 使正反应速率大于逆反应速率
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【题目】下列溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A. pH=12的Ba(OH)2溶液和pH=12的Na2CO3溶液中,水电离的c(OH-)相等
B. 常温下将醋酸钠、盐酸两溶液混合后,溶液呈中性,则混合后溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COOH)
C. 常温下物质的量浓度相等的①NH4HCO3、②NH4HSO4、③NH4Fe(SO4)2、④NH3H2O三种溶液中NH4+的浓度:②>③>①>④
D. 等体积等物质的量浓度的NaClO(aq)与NaCl(aq)中离子总数:N前>N后
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