12.二氧化鈰(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以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)).某課題組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:

(1)洗滌濾渣A的目的是除去Fe3+(填離子符號),檢驗(yàn)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,反之,未洗凈.
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O,濾渣B的主要成分是SiO2
(3)萃取是分離稀土元素的常用方法.已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,TBP不能(填“能”或“不能”)與水互溶.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)用到的主要玻璃儀器有分液漏斗、燒杯、玻璃棒、量筒等.
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g,加硫酸溶解后,用0.100 0mol•L-1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3+),消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液.該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.0%.

分析 根據(jù)該反應(yīng)過程為:①CeO2、SiO2、Fe2O3等中加入稀鹽酸,F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化FeCl3存在于濾液中,濾渣為CeO2和SiO2;②加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+,濾渣為SiO2;③加入堿后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀,④通入氧氣講Ce從+3氧化為+4,得到產(chǎn)品;
(1)根據(jù)濾渣A上含有FeCl3;取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,反之,未洗凈;
(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒來分析;濾渣B為SiO2;
(3)根據(jù)萃取劑與水不互溶;
(4)根據(jù)電子守恒建立關(guān)系式:Ce(OH)4~FeSO4,然后進(jìn)行計(jì)算求出Ce(OH)4的質(zhì)量,最后求出質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)濾渣A上含有FeCl3,洗滌濾渣A的目的是為了除去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,反之,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,反之,未洗凈;
(2)稀硫酸、H2O2,CeO2三者反應(yīng)生成轉(zhuǎn)化為Ce2(SO43、O2和H2O,反應(yīng)的離子方程式為:6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O;加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+,SiO2不反應(yīng),濾渣B的成分為SiO2,
故答案為:6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O;SiO2;
(3)化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,所以TBP不能與水互溶,
故答案為:不能;分液漏斗;
(4)Ce(OH)4 ~FeSO4
    0.0025mol     0.1000mol/L-1×0.025L
所以m(Ce(OH)4)=0.0025mol×208g/mol=0.52g,
產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.52g}{0.536g}$×100%=97.01%,
故答案為:97.0%.

點(diǎn)評 本題以工藝流程為基礎(chǔ),考察化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、元素及化合物知識、化學(xué)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.已知氧化還原反應(yīng):2Cu(IO32+24KI+12H2SO4═2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O,下列描述正確的是( 。
A.I2僅是還原產(chǎn)物
B.Cu(IO32既是氧化劑又是還原劑
C.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量比為13:2
D.當(dāng)1 mol氧化劑參加反應(yīng)時(shí),被氧化的物質(zhì)的物質(zhì)的量為11mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng):
①NH4I=NH3(g)+HI(g)
②2HI(g)=H2(g)+I2(g)
均為可逆反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),c(H2)=0.5mol/L,c(HI)=4mol/L,則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為( 。
A.12mol2•L-2B.16mol2•L-2C.20mol2•L-2D.25mol2•L-2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.對于放熱反應(yīng)H2+Cl2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2HCl,下列說法中,正確的是( 。
A.生成物所具有的總能量高于反應(yīng)物所具有的總能量
B.反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量
C.斷開1molH-H鍵和1molCl-Cl鍵所吸收的總能量大于形成2molH-Cl鍵所放出的能量
D.該反應(yīng)中,化學(xué)能只轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?/td>

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.稀土是我國戰(zhàn)略性資源.氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3,它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料.關(guān)于氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種,其中一種提取鈰的工藝流程如下:

請回答下列問題
(1)為增大反應(yīng)速率,提高原料的利用率,焙燒前可將礦石粉碎成細(xì)顆粒處理.
(2)焙燒過程中產(chǎn)生的SO3尾氣常采用噴淋法凈化,再用石灰乳中和;操作I中濾渣的主要成分是CaF2、CaSO4
(3)操作II若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,需要的主要玻璃儀器有分液漏斗、燒杯、玻璃棒等;所用萃取劑HT需具備的條件是①②③.
①HT不溶于水,也不和水反應(yīng)
②Ce3+不和萃取劑HT發(fā)生反應(yīng)
③Ce3+在萃取劑HT中溶解度大于水
④萃取劑HT的密度一定大于水
(4)已知有機(jī)物HT能將Ce3+從水溶液中萃取出來,該過程可表示為:2Ce3+ (水層)+6HT(有機(jī)層)?2CeT3(有機(jī)層)+6H+(水層)
從平衡角度解釋:向CeT3 (有機(jī)層)加入稀硫酸獲得較純的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加入H2SO4使c(H+)增大,平衡向形成Ge3+水溶液方向移動(dòng).
(5)常溫下,含Ce3+溶液加堿調(diào)至pH=8時(shí),c(Ce3+)=b mol•L-1,已知Ce(OH)3的溶度積=a,則a和b的關(guān)系是a=10-18b.
(6)寫出Ce(OH)3懸濁液通入氧氣得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
(7)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.545g,加硫酸溶解后,用0.100 0mol•L-1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3+),消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液.該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%[Ce(OH)4的相對分子質(zhì)量為208,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字].

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.室溫下,用0.10mol•L-1鹽酸分別滴定20.00mL 0.10mol•L-1氫氧化鈉溶液和氨水,滴定過程中溶液pH隨加入鹽酸體積V(HCl)的變化關(guān)系如圖.下列說法不正確的是( 。
A.Ⅱ表示的是滴定氨水的曲線,當(dāng)V(HCl)=20 mL時(shí):c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-
B.當(dāng)pH=7時(shí),滴定氨水消耗的V(HCl)<20 mL,且c(NH4+)=c(Cl-
C.滴定氫氧化鈉溶液時(shí),若V(HCl)>20 mL,則一定有:c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-
D.當(dāng)?shù)味ò彼腣(HCl)=10 mL時(shí),有:2[c(OH-)-c(H+)]=c(NH4+)-c(NH3•H2O)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列說法正確的是( 。
A.$\stackrel{235}{92}$U和$\stackrel{238}{92}$U是中子數(shù)不同質(zhì)子數(shù)相同的同種核素
B.質(zhì)子數(shù)為53,中子數(shù)為78的碘原子:$\stackrel{131}{53}$I
C.同種元素的原子均有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)
D.通過化學(xué)變化可以實(shí)現(xiàn)16O與18O間的相互轉(zhuǎn)化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

1.有A、B、C、D四種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,由B、C、D形成的離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu).C、D單質(zhì)都能跟水劇烈反應(yīng),1mol C單質(zhì)跟水反應(yīng)放出11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)B氣體單質(zhì),1mol D單質(zhì)跟水反應(yīng)產(chǎn)生11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)A氣體,此時(shí)D轉(zhuǎn)化成具有氖原子核外電子層結(jié)構(gòu)的離子.試判斷:
(1)這四種元素的名稱:A氫、B氧、C氟、D鈉.
(2)C原子的結(jié)構(gòu)示意圖:,D離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
(3)這四種元素的原子半徑由小到大的順序?yàn)镠<F<O<Na.
(4)寫出C單質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:2F2+2H2O═4HF+O2
(5)寫出D單質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.(Ⅰ)下表是不同溫度下水的離子積數(shù)據(jù):
溫度/℃25t1t2
水的離子積1×10-141×10-131×10-12
試回答以下問題:
(1)25℃時(shí),某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol/L-1,取該溶液1mL加水稀釋至10mL,則稀釋后溶液中c(Na+):c(OH-)=1000:1;
(2)在t2℃下,將amol•L-1CH3COOH溶液與bmol•L-1NaOH溶液等體積混合反應(yīng)后,溶液恰好呈中性,則該溫度下CH3COOH的電離常數(shù)Ka=$\frac{b×1{0}^{-6}}{a-b}$(用a、b表示);
(1I)已知:25℃下,下列反應(yīng);
Ag+(aq)+2NH3(aq)?Ag2(NH32+(aq)△H=akJ•mol-1   k=c
2Ag+(aq)+2OH-(aq)?Ag2O(s)+H2O(I)△H=blJ•mol-1  k=d
(3)寫出Ag2O溶于氨水(用NH3表示)生成銀氨溶液[Ag(NH32+]的熱化學(xué)方程式:Ag2O(s)+H2O(l)+4NH3(aq)?2Ag(NH32+(aq)+2OH-(aq)△H=(2a-b)kJ?mol-1;計(jì)算25℃下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)(用c,d表示)k=$\frac{{c}^{2}}d22hzy2$.

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同步練習(xí)冊答案