【題目】鈰元素(Ce)是鑭系金屬中自然豐度最高的一種,常見(jiàn)價(jià)態(tài)有+3、+4,鈰的合金耐高溫,可以用來(lái)制造噴氣推進(jìn)器零件。

(1)霧霾中含有大量的污染物NO,可以被Ce4+溶液吸收,生成NO2、NO3(二者物質(zhì)的量之比為11),該反應(yīng)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為___________。

(2)可采用電解法將上述吸收液中的NO2轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì),同時(shí)再生Ce4+,其原理如右圖所示。

Ce4+從電解槽的__________(填字母序號(hào))口流出。

寫出陰極的電極反應(yīng)式____________________________。每消耗1mol NO2,陰極區(qū)H+物質(zhì)的量減少______mol。

(3)鈰元素在自然中主要以氟碳礦形式存在,主要化學(xué)成分為CeFCO3,工業(yè)上利用氟碳鈰礦提取CeCl3的一種工藝流程如下:

焙燒過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為______________________。

酸浸過(guò)程中有同學(xué)認(rèn)為用稀硫酸和H2O2替換鹽酸更好,他的理由是_________________。

Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分別為a、b,則Ce(BF4)3(s) + 3KCl(aq)3KBF4(s) + CeCl3 (aq)平衡常數(shù)為______________________。

加熱CeCl3·6H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無(wú)水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______________________。

【答案】(1)2:1

(2) a 2NO2 - +8H++6e=N2↑+4H2O 14

(3)CeFCO3+ O23 CeO2+ CeF4+4CO2不釋放氯氣,減少對(duì)環(huán)境的污染

NH4Cl固體分解出HCl氣體,抑制CeCl3水解

【解析】(1)NO被Ce4+溶液氧化為NO2、NO3(二者物質(zhì)的量之比為11),Ce4+被還原為Ce3+,該反應(yīng)的離子方程式為4 Ce4++2NO+3H2O==4 Ce3+ +NO2+NO3+6H+,Ce4+為氧化劑,NO為還原劑,二者的物質(zhì)的量之比為2:1。

(2)采用電解法將吸收液中的NO2轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)N2,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2NO2 - +8H++6e=N2↑+4H2O,Ce3+被氧化為Ce4+,電極反應(yīng)式為Ce3+-e-=Ce4+。分析電解裝置知左側(cè)電極為電解池的陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為Ce3+-e-=Ce4+,故Ce4+從電解槽的a口流出。右側(cè)電極為電解池的陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2NO2 - +8H++6e=N2↑+4H2O ;根據(jù)電極反應(yīng)式和電荷守恒知每消耗1mol NO2,陰極區(qū)H+物質(zhì)的量減少1mol。

(3)焙燒過(guò)程中,CeFCO3和 O2反應(yīng)生成CeO2、 CeF4和CO2,利用化合價(jià)升降法配平,反應(yīng)方程式為4CeFCO3+ O23 CeO2+ CeF4+4CO2 。酸浸過(guò)程中,+4價(jià)Ce被還原為+3價(jià),HCl被氧化生成有毒氣體氯氣,污染環(huán)境。用稀硫酸和H2O2替換鹽酸,H2O2的氧化產(chǎn)物為氧氣,不釋放氯氣,減少對(duì)環(huán)境的污染 。反應(yīng):Ce(BF4)3(s) + 3K+(aq)3KBF4(s) + Ce3+(aq)的平衡常數(shù)K=c(Ce3+)/c3(K+),Ce(BF4)3的Ksp= c(Ce3+) c3(BF4-)=a,KBF4的Ksp= c(K+) c(BF4-)=b,則Ce(BF4)3(s) + 3KCl(aq)3KBF4(s) + CeCl3 (aq)平衡常數(shù)K=Ksp[Ce(BF4)3]/ Ksp3(KBF4)=加熱CeCl3·6H2O時(shí),Ce3+水解,得不到無(wú)水CeCl3。加熱CeCl3·6H2O和NH4Cl的固體混合物時(shí),其中NH4Cl固體分解出HCl氣體,抑制CeCl3水解。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. 加熱時(shí)間太短 B. 不應(yīng)冷卻后再加入AgNO3

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t/min

2

4

7

9

n(Y)/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列說(shuō)法正確的是 ( )

A.反應(yīng)前2 min 的平均速率 v(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1

B.其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前 v(逆)>v(正)

C.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù) K=1.44

D.其他條件不變,再充入 0.2 mol Z平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大

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【題目】下列物質(zhì)常用作還原劑的是( 。
A.氫氣
B.硝酸
C.氯氣
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【題目】按要求填空。

(1)寫出葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________________________________。

(2)腈綸是由CH2=CH—CN通過(guò)加聚反應(yīng)而制得的高分子化合物。CH2=CH—CN的制備方法如下2CH3-CH=CH2+2NH3+3O2→2CH2=CH-CN+6H2O。丙烯是石腦油裂解的產(chǎn)物之一:C10H22→2C3H6+X。

①寫出含3個(gè)—CH3的X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____________________________________

②由CH2=CH—CN制備腈綸的方程式為__________________________________

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【題目】下列說(shuō)法不正確的是( 。
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D.二氧化硅可作太陽(yáng)能電池板

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【題目】將 4 mol A 氣體和 2 mol B 氣體在 2 L 的密閉容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g);△H <0。4 s(秒)后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)測(cè)得 C 的濃度為0.6 mol·L-1。下列說(shuō)法中正確的是

A. 當(dāng)A、B、C物質(zhì)的量濃度之比為2:1:2時(shí),反應(yīng)即達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 4s內(nèi)用物質(zhì)B表示的反應(yīng)速率為0.075mol·L-1·s-1

C. 達(dá)平衡后若通入一定量氦氣,A的轉(zhuǎn)化率降低

D. 達(dá)平衡后若升高溫度,C的濃度將增大

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B.鋁的表面生成致密的薄膜
C.澄清的石灰水變渾濁
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