【題目】稀土元素是寶貴的戰(zhàn)略資源,我國的蘊(yùn)藏量居世界首位,但近年來對其進(jìn)行了掠奪性開采。二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土化合物。以氟碳鈰礦(主要含CeFCO3)為原料制備CeO2的一種工藝流程如圖:
已知:①Ce4+能與F-結(jié)合成[CeFx](4-x)+,也能與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+;
②在硫酸體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
回答下列問題:
(1)“氧化焙燒”中“氧化”的目的是__。
(2)“酸浸”中會(huì)產(chǎn)生大量黃綠色氣體,寫出CeO2與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:__。為避免產(chǎn)生上述污染,請?zhí)岢鲆环N解決方案:__。
(3)“萃取”時(shí)存在反應(yīng):Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+。如圖中D是分配比,表示Ce(Ⅳ)分別在有機(jī)層中與水層中存在形式的物質(zhì)的量濃度之比(D=)。保持其他條件不變,D隨起始料液中c(SO42-)變化的原因:__(用平衡移動(dòng)原理解釋)。
(4)若缺少“洗氟”,則所得產(chǎn)品的質(zhì)量將__(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(5)“反萃取”中,H2O2作__(填“催化劑”“氧化劑”或“還原劑”)。
(6)“氧化”步驟的化學(xué)方程式為__。
(7)取上述流程中得到的CeO2產(chǎn)品0.4000g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3+,其他雜質(zhì)均不反應(yīng)),消耗20.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中CeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__。滴定過程中可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低的是__(填字母)。
A.使用久置的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液
B.滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)
C.錐形瓶中溶液變色后立刻停止滴定,進(jìn)行讀數(shù)
D.滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無氣泡,滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡
【答案】將+3價(jià)Ce氧化為+4價(jià)Ce 2CeO2+2Cl-+8H+=2Ce3++Cl2↑+4H2O 改用硫酸酸浸 隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,c(Ce4+)減小,萃取平衡向生成Ce4+的方向移動(dòng),D迅速減小 偏小 還原劑 2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl 86.00% CD
【解析】
氟碳鈰礦(主要含CeFCO3),“氧化焙燒”的目的是將+3價(jià)鈰氧化成+4價(jià),Ce4+能與F-結(jié)合成[CeFx](4-x)+,以便后續(xù)的提取,加稀硫酸,與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,加萃取劑,氟洗液,硫酸體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,“反萃取”加H2O2,又將Ce4+還原為Ce3+,發(fā)生反應(yīng)2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+,加入堿后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀,加入次氯酸鈉將Ce從+3氧化為+4,加熱分解得到產(chǎn)品,據(jù)此分析解答。
(1)CeFCO3中Ce顯+3價(jià),“氧化焙燒”中“氧化”的目的是將+3價(jià)鈰氧化成+4價(jià),故答案為:將+3價(jià)鈰氧化成+4價(jià);
(2)“酸浸”中會(huì)產(chǎn)生大量黃綠色氣體為氯氣,CeO2與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ce3+和氯氣,反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+8H++2CeO2=2Ce3++4H2O+Cl2↑,可以用硫酸代替鹽酸,防止產(chǎn)生Cl2污染,故答案為:2Cl-+8H++2CeO2=2Ce3++4H2O+Cl2↑;改用硫酸酸浸;
(3)根據(jù)平衡:Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H+,加入Na2SO4時(shí),隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,導(dǎo)致萃取平衡向左移動(dòng),D迅速減小,故答案為:隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,萃取平衡向生成Ce4+的方向移動(dòng),D迅速減;
(4)若缺少“洗氟”,則會(huì)造成部分含鈰物質(zhì)損失,所得產(chǎn)品的質(zhì)量將減少,故答案為:偏。
(5)由流程圖可知,經(jīng)過反萃取后,Ce4+轉(zhuǎn)化為Ce3+,“反萃取”加H2O2的作用是將Ce4+離子重新還原為Ce3+,反應(yīng)的離子方程式為2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+,H2O2在該反應(yīng)中作還原劑,故答案為:還原劑;
(6)“氧化”步驟中用次氯酸鈉將Ce3+氧化成Ce4+,反應(yīng)物為NaClO、Ce(OH)3,生成物為Ce(OH)4、NaCl,反應(yīng)的離子方程式為2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl,故答案為:2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl;
(7)FeSO4的物質(zhì)的量為0.1000molL-1×0.02L=0.002mol,根據(jù)電子得失守恒可得關(guān)系式CeO2~FeSO4,所以CeO2的質(zhì)量為0.002mol×172g/mol=0.3440g,產(chǎn)品中CeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=86.00%;A.使用久置的FeSO4溶液滴定,硫酸亞鐵被氧化,滴定過程中消耗溶液體積增大,測定結(jié)果偏高,故A錯(cuò)誤;B.滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù),取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大,測定結(jié)果偏高,故B錯(cuò)誤;C.錐形瓶中溶液變色后立刻停止滴定,進(jìn)行讀數(shù),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減少,測定結(jié)果偏低,故C正確;D.滴定管尖嘴內(nèi)滴定前無氣泡,滴定終點(diǎn)發(fā)現(xiàn)氣泡,讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏小,測定結(jié)果偏低,故D正確;故答案為:86.00%;CD。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2018年11月7~12日,首屆長江上游城市花卉藝術(shù)博覽會(huì)在重慶江北嘴舉行。展會(huì)期間園藝工人定期給花卉噴灑一種新型殺蟲劑M,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示:
(1)一定條件下,1molM與NaOH溶液充分反應(yīng),最多消耗NaOH__mol。
(2)可在有機(jī)物M中引入羥基的反應(yīng)類型是__(填序號(hào))。
①取代反應(yīng) ②加成反應(yīng) ③消去反應(yīng) ④酯化反應(yīng) ⑤還原反應(yīng) ⑥氧化反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】ClO2是一種優(yōu)良的消毒劑,熔點(diǎn)為-59.5℃,沸點(diǎn)為11.0℃,濃度過高時(shí)易發(fā)生分解引起爆炸,實(shí)驗(yàn)室在50℃時(shí)制備ClO2。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:制取并收集ClO2,裝置如圖所示:
(1)寫出用上述裝置制取ClO2的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________。
(2)裝置A中持續(xù)通入N2的目的是___________。裝置B應(yīng)添加__________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“50℃的熱水浴”)裝置。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:測定裝置A中ClO2的質(zhì)量,設(shè)計(jì)裝置如圖:
過程如下:
①在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;
②按照右圖組裝好儀器;在玻璃液封管中加入①中溶液,浸沒導(dǎo)管口;
③將生成的ClO2由導(dǎo)管通入錐形瓶的溶液中,充分吸收后,把玻璃液封管中的水封溶液倒入錐形瓶中,洗滌玻璃液封管2—3次,都倒入錐形瓶,再向錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液;
④用c mol·L1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定錐形瓶中的液體,共用去V mL Na2S2O3溶液(已知:I2+2S2O32-=2I+S4O62-)。
(3)裝置中玻璃液封管的作用是_____________。
(4)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________。
(5)測得通入ClO2的質(zhì)量m(ClO2)=_______g(用整理過的含c、V的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,下列有關(guān)溶液的說法正確的是( )
A.pH相等的①NH4Cl②NH4Al(SO4)2③NH4HSO4溶液:NH4+濃度的大小順序?yàn)棰?/span>>②>③
B.常溫下,pH為5的氯化銨溶液和pH為5的醋酸溶液中水的電離程度相同
C.HA的電離常數(shù)Ka=4.93×10-10,則等濃度的NaA、HA混合溶液中:c(Na+)>c(HA)>c(A-)
D.已知在相同條件下酸性HF>CH3COOH,則物質(zhì)的量濃度相等的NaF與CH3COOK溶液中:c(Na+)-c(F-)>c(K+)-c(CH3COO-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物H具有類似龍涎香、琥珀香的氣味,香氣淡而持久,被廣泛用作香精的稀釋劑和定香劑。合成該化合物的某種途徑如圖所示。
已知以下信息:
①;
②A的苯環(huán)上有四種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,且取代基的位置相鄰;
③在D中滴加幾滴FeCl3溶液,發(fā)生反應(yīng)顯出顏色;
④芳香烴F的相對分子質(zhì)量介于90~100之間,0.1molF充分燃燒可生成7.2g水;
⑤R1COOH+RCH2C1R1COOCH2R+HCl。
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是___________,由C生成D的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(2)由F生成G的反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________,反應(yīng)類型為________________。
(3)H的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。
(4)苯環(huán)上有三個(gè)取代基且其中兩個(gè)與A中所含的官能團(tuán)相同,同時(shí)又能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的C的同分異構(gòu)體有___________(不考慮立體異構(gòu))種,其分子中有5種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子,且氫原子個(gè)數(shù)之比為1:2:2:2:1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是_____________(任寫一種即可)。
(5)苯酚經(jīng)下圖所示步驟可合成化合物。
反應(yīng)1所用的試劑為____________,K的結(jié)構(gòu)簡式為___________,反應(yīng)3所用的試劑為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A.100g30%CH3COOH溶液中含氫原子數(shù)為2NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LCCl4中含有的C—Cl鍵的數(shù)目為2NA
C.16gO3和O2混合物中含氧原子數(shù)為NA
D.精煉銅過程中陽極質(zhì)量減少6.4g時(shí),電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)等于0.2NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池相比,該電池長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)式為:
3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
下列敘述不正確的是
A. 放電時(shí)負(fù)極的反應(yīng)為:Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2
B. 充電時(shí)陽極反應(yīng)為:Fe(OH)3-3e-+5OH-FeO42-+4H2O
C. 放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子,正極有1 mol K2FeO4被還原
D. 放電時(shí)正極附近溶液的堿性減弱
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在恒容密閉容器中,反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)達(dá)到平衡,保持溫度不變,加入少量水蒸氣,體系重新達(dá)到平衡,下列說法正確的是
A.水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)增大B.氫氣的濃度增大
C.平衡常數(shù)變大D.鐵的質(zhì)量增大
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