16.二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物.以氟碳鈰礦(主要含CeFCO3)為原料制備CeO2的一種工藝流程如圖1:

已知:。瓹e4+能與F-結(jié)合成[CeFx](4-x)+,與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+
ⅱ.在硫酸體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取,而Ce3+不能.
ⅲ.Ksp[Ce(OH)3]=7.1×10-21,溶解度S[Ce2(CO33]=1.0×10-6 mol•L-1
回答下列問題:
(1)“氧化焙燒”中“氧化”的目的是將+3價鈰氧化成+4價.
(2)CeO2不溶于水,但“浸出”時卻能溶解完全,原因是溶液中的F-、SO42-(填離子符號)促進(jìn)了CeO2的溶解.
(3)“萃取”時存在平衡:Ce4++n(HA)2?Ce•(H2n-4A2n)+4H+.保持其它條件不變,在起始料液中加入不同量的Na2SO4改變水層中的c(SO42-).觀察圖2,說明D($\frac{[Ce•({H}_{2n-4}{A}_{2n})]有機(jī)層}{[Ce(Ⅳ)水層}$)隨起始料液中
c(SO42-)變化的原因:隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+被SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,導(dǎo)致萃取平衡向左移動,
D迅速減小.
(4)“反萃取”加H2O2的作用是2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+(用離子方程式表示).
(5)在“反萃取”后所得水層中加入1.0mol•L-1的NH4HCO3溶液,產(chǎn)生膠狀沉淀物.寫出該膠狀沉淀物的化學(xué)式:Ce2(CO33
(6)若缺少“洗氟”,則所得產(chǎn)品的質(zhì)量將偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”或“不變”).
(7)CeO2是稀土汽車尾氣凈化催化劑的關(guān)鍵成分,它能在還原氣氛中供氧,在氧化氣氛中耗氧.寫出其供氧生成CeO的化學(xué)方程式:2CeO2=2CeO+O2↑.

分析 氟碳鈰礦(主要含CeFCO3),“氧化焙燒”的目的是將+3價鈰氧化成+4價,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,加“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,通入氧氣講Ce從+3氧化為+4,得到產(chǎn)品,
(1)“氧化焙燒”中“氧化”的目的是將+3價鈰氧化成+4價,以便后續(xù)的提。
(2)根據(jù)信息Ce4+能與F-結(jié)合成[CeFx](4-x)+,與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,溶液中的F-、SO42-促進(jìn)了CeO2的溶解;
(3)根據(jù)平衡:Ce4++n(HA)2?Ce•(H2n-4A2n)+4H+.,加入Na2SO4時,隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+被SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,導(dǎo)致萃取平衡向左移動,D迅速減小;
(4))“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+;
(5)根據(jù)溶解度S[Ce2(CO33]=1.0×10-6 mol•L-1,“反萃取”后所得水層中含有Ce3+,加入NH4HCO3溶液時,兩者反應(yīng)生成Ce2(CO33膠狀沉淀物;
(6)若缺少“洗氟”,則會造成部分含鈰物質(zhì)損失,所得產(chǎn)品的質(zhì)量將減少;
(7)CeO2能在還原氣氛中供氧,則供氧生成CeO和氧氣的化學(xué)方程式為2CeO2=2CeO+O2↑.

解答 解:(1)“氧化焙燒”中“氧化”的目的是將+3價鈰氧化成+4價,以便后續(xù)的提取,故答案為:將+3價鈰氧化成+4價;
(2)根據(jù)信息Ce4+能與F-結(jié)合成[CeFx](4-x)+,與SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+.,CeO2不溶于水,但“浸出”時卻能溶解完全,原因是溶液中的F-、SO42-促進(jìn)了CeO2的溶解,故答案為:F-;SO42-;
(3)根據(jù)平衡:Ce4++n(HA)2?Ce•(H2n-4A2n)+4H+.,加入Na2SO4時,隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+被SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,導(dǎo)致萃取平衡向左移動,D迅速減小,故答案為:隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+被SO42-結(jié)合成[CeSO4]2+,導(dǎo)致萃取平衡向左移動,
D迅速減;
(4))“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+,故答案為:2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+
(5)根據(jù)溶解度S[Ce2(CO33]=1.0×10-6 mol•L-1,“反萃取”后所得水層中含有Ce3+,加入NH4HCO3溶液時,兩者反應(yīng)生成Ce2(CO33膠狀沉淀物,故答案為:Ce2(CO33;
(6)若缺少“洗氟”,則會造成部分含鈰物質(zhì)損失,所得產(chǎn)品的質(zhì)量將減少,故答案為:偏;
(7)CeO2能在還原氣氛中供氧,則供氧生成CeO和氧氣的化學(xué)方程式為2CeO2=2CeO+O2↑,故答案為:2CeO2=2CeO+O2↑.

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)分離和提純,為高頻考點(diǎn),涉及物質(zhì)分離和提純方法選取、氧化還原反應(yīng)等知識點(diǎn),明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵,知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及基本操作方法,題目難度中上.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.根據(jù)有機(jī)化合物的系統(tǒng)命名法,下列命名正確的是(  )
A.3-甲基-1,3-丁二烯B. 2-羥基丁烷
C.  2-乙基丁烷D. 鄰羥基苯甲酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.設(shè)阿伏加德羅常數(shù)(NA)的數(shù)值為nA,下列說法不正確的是( 。
A.1mol Cl2與足量Fe反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2nA
B.19.2g純銅理論上可以制得純凈的硝酸銅的物質(zhì)的量為0.3NA
C.1.8 gAl與足量的鹽酸反應(yīng)放出的氫氣為0.1NA
D.0.10mol Fe粉與足量水蒸氣反應(yīng)生成的H2分子數(shù)為0.10nA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.(1)第二周期元素中,第一電離能介于B和O之間的元素有Be、C.
(2)N、O可以組成微粒NO2+,它的電子式為,其等電子體有N2O、CO2(至少2種).
(3)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,Au原子外圍電子排布式為5d106s1;
(4)某有機(jī)物結(jié)構(gòu)如圖所示,其分子中的原子除H外有5個以sp3雜化,2mol該分子含有π鍵的數(shù)目為12NA
(5)已知Ti3+可形成配位數(shù)為6的配合物.現(xiàn)有含鈦的兩種顏色的晶體,一種為紫色,另一種為綠色,但相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明,兩種晶體的組成皆為TiCl3•6H2O.為測定這兩種晶體化學(xué)式,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
a.分別取等質(zhì)量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液;
b.分別往待測溶液中滴入AgNO3溶液,均產(chǎn)生白色沉淀;
c.沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀,經(jīng)洗滌干燥后稱量,發(fā)現(xiàn)紫色晶體的水溶液與AgNO3溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為綠色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的1.5倍.則綠色晶體配合物的化學(xué)式為[Ti(H2O)5Cl]Cl2•H2O.(表示出內(nèi)界和外界)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.向盛有H2O2的試管中滴入一定量濃鹽酸,有刺激性氣味的氣體生成.經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該氣體只含有O2、Cl2、HCl和水蒸氣.將氣體通入X溶液(如下圖),依據(jù)觀察到的現(xiàn)象,能判斷氣體中含有Cl2的是( 。
 X溶液現(xiàn)象 
A紫色石蕊溶液溶液先變紅后褪色
B淀粉KI酸性溶液溶液變?yōu)樗{(lán)色
C滴有KSCN的FeSO4溶液溶液變?yōu)榧t色
D稀HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀生成
A.AB.BC.CD.D

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1.在常溫下,0.1000mol•L-1Na2CO3溶液25mL用0.1000mol•L-1鹽酸滴定,其滴定曲線如圖所示,對滴定過程中所得溶液中相關(guān)離子濃度間的關(guān)系,下列有關(guān)說法正確的是( 。
A.a點(diǎn):c(CO32-)=c(HCO3-)>c(OH-B.b點(diǎn):5c(Cl-)>4c( HCO3-)+4c(CO32-
C.c點(diǎn):c( OH -)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3D.d點(diǎn):c(H+)=c(CO32-)+c( HCO3-)+c(OH -

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.化學(xué)與人類的生活、生產(chǎn)息息相關(guān),下列敘述正確的是(  )
A.“春蠶到死絲方盡、蠟炬成灰淚始干”中的“絲”的主要成分是纖維素,屬于天然高分子化合物
B.“千錘萬鑿出深山,烈火焚燒若等閑”的過程中不但有物理變化,也有化學(xué)變化
C.日常生活中常用汽油去除衣物上的油污,用熱的純堿溶液洗滌炊具上的油污,兩者的原理完全相同
D.“84”消毒液的有效成分為NaClO,“潔廁靈”的有效成分為HCl,若將兩者混合使用,其殺菌效果和去除廁所污漬的效果都將加強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),a、b和c中所裝試劑如下表所示,其中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論對應(yīng)關(guān)系不正確的是一組是(  )
選項(xiàng)abc現(xiàn)象結(jié)論
A飽和食鹽水碳化鈣酸性KMnO4溶液c中溶液紫色褪去乙炔具有還原性
B濃鹽酸KMnO4固體NaBr溶液c中溶液由無色變橙色Cl2的氧化性比Br2強(qiáng)
C稀鹽酸大理石Na2SiO3溶液c中有白色膠狀沉淀生成碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)
D硫酸Na2SO3固體品紅溶液c中溶液紅色褪去SO2具有漂白性
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.尿黑酸是苯丙氨酸和酪氨酸的中間產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)簡式為 ,則下列說法錯誤的是( 。
A.1mol尿黑酸與足量的濃溴水反應(yīng),最多消耗3mol Br2
B.1mol尿黑酸最多能與4mol H2反應(yīng)
C.尿黑酸分子中在同一平面上的碳原子至少有7個
D.尿黑酸可與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2,生成2.24LCO2(標(biāo)況下)需要尿黑酸16.8g

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