14.二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物.平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)).某課題小組以此粉末為原料,設(shè)計資源回收的工藝流程如下:

(1)寫出第①步反應的離子方程式SiO2+2OH-═SiO32-+H2O.
(2)洗滌濾渣B的目的是為了除去Fe3+(填離子符號),檢驗該離子是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,否則未洗凈.
(3)寫出第③、⑤步反應的化學方程式2CeO2+H2O2+3H2SO4═Ce2(SO43+O2↑+4H2O;4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
(4)制備綠礬(FeSO4•7H2O)時,向Fe2(SO43溶液中加入過量鐵屑,充分反應后,經(jīng)過濾得到FeSO4溶液,再經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到綠礬.
(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分數(shù)為86%)1.000g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(鈰被還原成Ce3+),則需準確滴加標準溶液的體積為43.14mL.

分析 由流程可知:第①步反應廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后過濾,得到濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2;濾渣A(Fe2O3、CeO2)加稀硫酸后過濾得濾液B是硫酸鐵溶液,濾渣B的成分是CeO2;第③步反應CeO2與H2O2和稀H2SO4反應生成Ce3+和O2;第④步反應Ce3+加堿生成Ce(OH)3懸濁液;第⑤步反應Ce(OH)3懸濁液被氧化生成Ce(OH)4
(1)根據(jù)廢玻璃粉末的成分(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)),可知能與氫氧化鈉反應的只有二氧化硅;
(2)濾渣B上附著Fe2(SO43,洗滌是為了除去Fe3+,檢驗鐵離子是否洗凈可取最后一次洗滌液,用KSCN溶液檢驗;
(3)第③步反應CeO2與H2O2、稀H2SO4反應生成Ce3+和O2,第⑤步反應Ce(OH)3懸濁液與氧氣、水反應生成Ce(OH)4;
(4)由FeSO4溶液制備綠礬(FeSO4•7H2O)時,應經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到;
(5)鈰被還原成Ce3+,則Fe2+被氧化為Fe3+,根據(jù)守恒列式計算可得需準確滴加標準溶液的體積.

解答 解:(1)根據(jù)廢玻璃粉末的成分(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)),可知能與氫氧化鈉反應的是二氧化硅.其離子方程式為SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,
故答案為:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(2)經(jīng)分析濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2;第②步反應Fe2O3與稀硫酸作用生成Fe2(SO43,洗滌濾渣B的目的顯然是為了除去 Fe3+,檢驗鐵離子是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,否則未洗凈,
故答案為:Fe3+;取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,否則未洗凈;
(3)第③步反應CeO2與H2O2和稀H2SO4反應生成Ce3+,Ce元素由+4價變?yōu)?3價,被還原;則H2O2應被氧化生成O2,然后配平得出第③步反應的化學方程式 2CeO2+H2O2+3H2SO4═2Ce2(SO43+O2↑+4H2O;第⑤步反應Ce(OH)3懸濁液與氧氣、水反應生成Ce(OH)4,反應方程式為:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4,
故答案為:2CeO2+H2O2+3H2SO4═Ce2(SO43+O2↑+4H2O;4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;
(4)綠礬(FeSO4•7H2O)是結(jié)晶水合物,固體加熱易分解;故由FeSO4溶液制備綠礬(FeSO4•7H2O)時,應經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到,
故答案為:蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶;
(5)由已知條件:取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分數(shù)為86%)1.000g,加硫酸溶解后得Ce4+,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點,鈰被還原成Ce3+,則Fe2+被氧化為Fe3+,反應關(guān)系式為:Ce(OH)4~Ce3+~e-~Fe2+~Fe3+,則n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)=1.000g×86%÷208g/mol=0.004314mol,滴加標準溶液的體積V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.004314mol}{0.1000mol/L}$=0.04314L=43.14mL,
故答案為:43.14.

點評 本題以工藝流程為基礎(chǔ),考查化學實驗基本操作、元素及化合物知識、化學計算、氧化還原反應等相關(guān)知識,題目難度中等,明確實驗流程及反應原理為解答關(guān)鍵,試題有利于培養(yǎng)學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

11.除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì),所選用的試劑正確的是( 。
選項物質(zhì)雜質(zhì)試劑
AFeCl2CuCl2鐵粉
BCO2HCl氫氧化鈉溶液
CNaClNa2CO3稀硫酸
DCuO粉Cu稀鹽酸
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.已知:①A 是石油裂解氣的主要成分,A的產(chǎn)量通常有來衡量一個國家的石油化工水平;②2CH3CHO+O2$→_{△}^{催化劑}$2CH3COOH,③已知乳酸F的結(jié)構(gòu)簡式為
④現(xiàn)以A為主要原料合成乙酸乙酯及高分子化合物E,其合成路線如圖.

回答下列問題:
(1)A的電子式為:
(2)寫出下列下列反應的反應類型:①加成反應 ②氧化反應
(3)驗證D和F兼有的官能團采用的試劑是碳酸鈉溶液或紫色的石蕊試液,產(chǎn)生的現(xiàn)象為有氣泡產(chǎn)生或溶液變紅色
(4)寫出下列反應的化學方程式:
①A→BCH2=CH2+H2O $→_{△}^{催化劑}$C2H5OH
②B+D→乙酸乙酯CH3COOH+CH3CH2OH$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O
(5)實驗室制取的乙酸乙酯,可用分液方法分離乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.常溫時,Ksp[Mg(OH)2]=1.1×10-11,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12,Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3,下列敘述不正確的是( 。
A.在其他條件不變的情況下,向飽和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)不變
B.濃度均為0.2 mol•L-1的AgNO3溶液和CH3COONa溶液等體積混合一定產(chǎn)生CH3COOAg沉淀
C.c(Mg2+)為0.11 mol•L-1的溶液中要產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH要控制在9以上
D.將0.001 mol•L-1的AgNO3溶液滴入0.001 mol•L-1的KCl和0.001 mol•L-1的K2CrO4溶液中,先產(chǎn)生Ag2CrO4沉淀

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.食品香精菠蘿酯的生產(chǎn)路線(反應條件略去)如下:

下列敘述錯誤的是(  )
A.苯酚和菠蘿酯均可與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應
B.苯酚、苯氧乙酸和菠蘿酯均可與NaOH溶液發(fā)生反應
C.步驟(1)中由苯酚生成苯氧乙酸的反應屬于取代反應
D.可用溴水檢驗步驟(2)的產(chǎn)物中是否有烯丙醇(CH2=CHCH2OH) 殘留

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.下列有機物的命名及名稱書寫均正確的是( 。
A.CH2Br-CH2Br  二溴乙烷B.CH3OOCCH3乙酸甲酯
C.硬脂酸甘油脂D.  2,2-二甲基-3-丁醇

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.下列說法正確的是( 。
A.的系統(tǒng)命名法為2,5-二甲基-4-乙基己烷
B.全降解塑料()可由單體環(huán)氧丙烷()和CO2加聚制得
C.1mol乙酰水楊酸()最多可以和2molNaOH反應
D.油脂、淀粉、蛋白質(zhì)等高分子化合物都屬于混合物,一定條件下均可發(fā)生水解

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

3.把m g苯甲酸和對苯二甲酸()的混和物溶于100mL 1mol/L NaOH溶液中,然后用0.5mol/L H2SO4溶液滴定過量的NaOH,消耗硫酸溶液30mL.另取m g上述混和物溶于過量甲醇中,加入少量濃硫酸,加熱使完全反應,分離、精制,得到酯的混和物,其質(zhì)量比 m g增加15.8%,則m的數(shù)值為多少?

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備鋁鞣劑[主要成分為Al(OH)2Cl]的一種工藝如下:

(1)“水解”時生成氣體M,M的化學式為NH3
(2)“氧化”時,被氧化的離子是Fe2+
(3)“酸溶”時,Al2O3發(fā)生反應的離子方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O.
(4)采用噴霧干燥而不用蒸發(fā)的原因是防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
(5)用鋁和金屬氧化物反應制備金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法,如2Al+4BaO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Ba↑+BaO•Al2O3.常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性弱(填“強”或“弱”).利用上述方法可制取Ba的主要原因是d.
a.高溫時Al的金屬活動性大于Ba                      b.高溫有利于BaO分解
c.高溫時BaO•Al2O3比Al2O3穩(wěn)定                      d.Ba的沸點比Al的低.

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