【題目】鈰(Ce)是一種重要的稀土元素。以富含CeO2的廢玻璃粉末(含SiO2、 Fe2O3以及其他少量可溶于稀酸的雜質(zhì))為原料,采用多種方法回收鈰。請(qǐng)回答下列問題:

(1)濕法空氣氧化法回收鈰的部分流程如下:

已知:CeO2不溶于稀鹽酸,也不溶于NaOH溶液。

濾渣的成分是________,反應(yīng)②的離子方程式是________。

(2)干法空氣氧化法回收鈰是把Ce(OH)3被空氣氧化成Ce(OH)4,氧化過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為________。兩種制備Ge(OH)4的數(shù)據(jù)如下表:

干法空氣氧化法

氧化溫度/

氧化率/%

氧化時(shí)間/h

暴露空氣中

110120

90

18

在對(duì)流空氣氧化爐中

110120

99

8

在對(duì)流空氣氧化爐中大大縮短氧化時(shí)間的原因是________。

(3)利用電解方法也可以實(shí)現(xiàn)鈰的回收。

①在酸性條件下電解Ce2O3 (如圖):陽極電極反應(yīng)式為______,離子交換膜為______ ()離子交換膜。

②電解產(chǎn)物Ce(SO4)2是重要的氧化劑,將其配成標(biāo)準(zhǔn)溶液,在酸性條件下能測(cè)定工業(yè)鹽中NaNO2的含量,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______

【答案】CeO2、SiO2 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4 空氣對(duì)流能使氧氣濃度增大;使氧化表面增大 Ce2O32e++6H+=2Ce4++3H2O Ce4++NO2-+H2O=2Ce3++NO3-+2H+

【解析】

分析流程圖中每一步發(fā)生的反應(yīng),可知濾渣、濾液的成分;根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,分析反應(yīng)速率問題;由化合價(jià)的升降變化判斷電極產(chǎn)物,寫出電極反應(yīng)式;據(jù)物質(zhì)性質(zhì)分析氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物,寫出反應(yīng)方程式。

(1)流程中的“濾渣”是玻璃粉末中加稀鹽酸過濾所得,必為不溶于稀鹽酸的CeO2、SiO2!盀V渣”中加入稀鹽酸、H2O2后,過濾所得濾液中含Ce3+,故此時(shí)CeO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而溶解,CeO2被還原為Ce3+,則H2O2被氧化為O2,反應(yīng)②的離子方程式為2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O。

(2)干法空氣氧化法回收鈰,Ce(OH)3被空氣中氧氣氧化成Ce(OH)4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4。與“暴露空氣中”相比,“在對(duì)流空氣氧化爐中”氧氣能維持較大濃度,發(fā)生氧化反應(yīng)的表面增大,化學(xué)反應(yīng)較快,使氧化時(shí)間縮短。

(3)①電解池中,陽極發(fā)生失電子的反應(yīng)(氧化反應(yīng))。圖中電解裝置的陽極為Ce2O3,溶液為Ce(SO4)2H2SO4的混合溶液,故為Ce2O3Ce +3價(jià))失電子生成Ce(SO4)2Ce +4價(jià)),陽極電極反應(yīng)式為Ce2O32e++6H+=2Ce4++3H2O。圖中陽極產(chǎn)物Ce4+在陰極排出,則電解池中為陽離子交換膜。

Ce(SO4)2是重要的氧化劑,則NaNO2被其氧化為NaNO3,酸性條件下它們發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Ce4++NO2-+H2O=2Ce3++NO3-+2H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)(正反應(yīng)放熱),測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

容器

容器1

容器2

容器3

反應(yīng)溫度T/K

500

500

600

反應(yīng)物投入量

1 mol CO、

2 mol H2

2 mol CH3OH

1 mol CO、

2 mol H2

平衡v(H2)/(mol·L1·s1)

v1

v2

v3

平衡c(CH3OH)/(mol·L1)

c1

c2

c3

平衡體系總壓強(qiáng)p/Pa

p1

p2

p3

物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率α

α1(CO)

α2(CH3OH)

α3(CO)

平衡常數(shù)K

K1

K2

K3

下列敘述正確的是(

A. v1<v2,2c1>c2B. α1(CO)>α3(CO),v1<v3

C. p2>2p3,K1<K3D. c2>2c3,α2(CH3OH)α3(CO)<1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g) 在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下,其中反應(yīng)進(jìn)行得最快的是( )

AVA=0.15mol(Lmin)﹣1 BVB=0.6 mol(Lmin)﹣1

CVC=0.4 mol(Lmin)﹣1 DVD=0.01 mol(Ls)﹣1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是

A. 圖①,放置于干燥空氣中的鐵釘不易生銹

B. 圖②,若將鋼閘門與電源的正極相連,可防止鋼閘門腐蝕

C. 圖②,若斷開電源,鋼閘門將發(fā)生吸氧腐蝕

D. 圖③,若金屬MFe活潑,可防止輸水管腐蝕

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中學(xué)實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取少量溴苯。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻住?/span>

1)在燒瓶a中裝的試劑是苯、溴和鐵屑。導(dǎo)管b的作用有兩個(gè):一是導(dǎo)氣,二是兼起_______的作用。

2)反應(yīng)過程中在導(dǎo)管c的下口附近可以觀察到白霧出現(xiàn),這是由于反應(yīng)生成的________遇水蒸氣而形成的。

3)反應(yīng)完畢后,向錐形瓶d中滴入AgNO3溶液,有________生成。

4)反應(yīng)完畢后,將燒瓶a中的液體倒入盛有冷水的燒杯里,可以觀察到燒杯底部有褐色不溶于水的液體。這是溶解了溴的粗溴苯,可選用試劑 除去。

5)寫出燒瓶a中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是

A.Na2CO3 + SiO2 Na2SiO3 + CO2可知,酸性H2SiO3>H2CO3

B.氫氟酸需要密封存放在橡膠塞的玻璃試劑瓶中

C.向硅酸鈉溶液中加入鹽酸產(chǎn)生白色沉淀,過量時(shí)沉淀溶解

D.瓷坩堝、氧化鋁坩堝均不可作為融化NaOH固體的裝置

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是

A. 已知2SO2(g)+O2g2SO3(g)為放熱反應(yīng),則SO2的能量一定高于SO3的能量

B. 已知C(石墨,s)=C(金剛石,s) H﹥0,則金剛石比石墨穩(wěn)定

C. 已知H+(aq)+OH(aq)=H2O(1) H = -57.3kJ·mol-1,則任何酸堿中和的反應(yīng)熱均為57.3kJ

D. 一定條件下2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H1 ,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(l) H2 H1>H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有機(jī)物G(1,4-環(huán)己二醇)是重要的醫(yī)藥中間體和新材料單體,可通過以下流程制備。

完成下列填空:

(1)寫出C中含氧官能團(tuán)名稱_____________。

(2)判斷反應(yīng)類型:反應(yīng)①_______________;反應(yīng)③_________________。

(3)寫出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 _____________________

(4)一定條件下D脫氫反應(yīng)得一種產(chǎn)物,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,易取代、難加成。該產(chǎn)物屬于_________(填有機(jī)物類別),說明該物質(zhì)中碳碳鍵的特點(diǎn)____________________________。

(5)1,3-丁二烯是應(yīng)用廣泛的有機(jī)化工原料,它是合成D的原料之一,它還可以用來合成氯丁橡膠()。寫出以1,3-丁二烯為原料制備氯丁橡膠的單體的合成路線。_________________

(合成路線常用的表示方式為:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】SO2和氮氧化物的轉(zhuǎn)化和綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。

(1)H2還原法是處理燃煤煙氣中SO2的方法之一。已知:

2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=a kJ·mol—1

H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=b kJ·mol—1

H2O(l)=H2O(g) ΔH=c kJ·mol—1

寫出SO2(g)和H2(g)反應(yīng)生成S(s)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:____________。

(2)SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化可制取硫酸,其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa條件下,往一密閉容器通入SO2和O2[其中n(SO2) ∶n(O2)=2∶1],測(cè)得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時(shí)間如圖所示。

①圖中A點(diǎn)時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率為____________

②在其他條件不變的情況下,測(cè)得T2℃時(shí)壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示,則C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vc(正)與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率vA(逆)的大小關(guān)系為vc(正)______vA(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

③圖中B點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp_______________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當(dāng)廢氣在塔內(nèi)停留時(shí)間均為90s的情況下,測(cè)得不同條件下NO的脫氮率如圖Ⅰ、Ⅱ所示。

①由圖I知,當(dāng)廢氣中的NO含量增加時(shí),宜選用_________法提高脫氮效率。

②圖Ⅱ中,循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率,其可能原因?yàn)?/span>____________。

⑷研究表明:NaClO2/H2O2酸性復(fù)合吸收劑可同時(shí)有效脫硫、脫硝。圖Ⅲ所示為復(fù)合吸收劑組成一定時(shí),溫度對(duì)脫硫脫硝的影響。

①寫出廢氣中的SO2與NaClO2反應(yīng)的離子方程式:____________________________

②溫度高于60℃后,NO去除率隨溫度升高而下降的原因?yàn)?/span>_____________________

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