【题目】二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末
(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。
已知:CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。
(1)稀酸A的分子式是_____________________。
(2)滤液1中加入H2O2溶液的目的是__________________。
(3)设计实验证明滤液1中含有Fe2+_____________________。
(4)已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4,书写该反应的离子方程式____________。
(5)由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式__________________。
(6 )硫酸铁铵晶体[Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·3H2O]广泛用于水的净化处理,但其在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低,其原因是___________________。
(7)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531 g,加硫酸溶解后,用浓度为0.l000mol·L-1FeSO 4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+ ),消耗25.00 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质置分数为_______ (结果保留两位有效数字)。
【答案】⑴H2SO4
⑵使Fe2+氧化为Fe3+
⑶取少许滤液1,滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明滤液1中有Fe2+。或其他合理答案
⑷Fe2+ +2FeO(OH) === Fe3O4 +2H+
⑸4Ce 3 ++ O2 +12OH-+2H2O ==4Ce(OH)4↓
⑹Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+,酸性废水抑制Fe3+的水解(或水解平衡逆向移动),使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体
⑺0.98或98%
【解析】已知CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液,因此玻璃粉末溶于稀硫酸中氧化铁、氧化亚铁溶解得到滤液1,加入双氧水将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,然后加入硫酸铵通过蒸发浓缩即可得硫酸铁铵晶体到;二氧化硅和二氧化铈不溶,即滤渣1是二氧化硅和二氧化铈,加入稀硫酸和双氧水,得到Ce3+的溶液,说明二氧化铈和双氧水发生了氧化还原反应,滤渣2是二氧化硅。滤液2中加入氢氧化钠并通入氧气生成Ce(OH)4,加热分解得到二氧化硅。
(1)根据以上分析可知稀酸A是硫酸,的分子式是 H2SO4;(2)滤液1中含有亚铁离子,加入H2O2溶液的目的是使Fe2+氧化为Fe3+;(3)亚铁离子能与铁氰化钾溶液反应产生蓝色沉淀,因此证明滤液1中含有亚铁离子的实验操作是:取少许滤液1,滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明滤液1中有Fe2+;(4)已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4,根据电子得失守恒和原子守恒可知该反应的离子方程式为Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4 +2H+;(5)由滤液2生成Ce(OH)4的反应物是氢氧化钠、氧气和Ce3+,因此反应的离子方程式为4Ce3++ O2 +12OH-+2H2O=4Ce(OH)4↓;(6)由于Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+,酸性溶液中氢离子浓度大,废水抑制Fe3+的水解(或水解平衡逆向移动),使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体,所以效率会降低;(7)根据电子得失守恒可知
Ce(OH)4 ~~~~FeSO4
0.0025mol 0.1000mol/L×0.025L
所以m[Ce(OH)4 ]=0.0025mol×208g/mol=0.52g,产品中Ce(OH)4 的质量分数为。
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【题目】将下列各组物质按单质、酸、碱、盐分类顺序排列,其中正确的是( )
A.水银、硫酸、烧碱、硫酸氢钠
B.碘酒、盐酸、烧碱、硫酸钡
C.氧气、硝酸、纯碱、胆矾
D.铁、醋酸、碱式碳酸铜、氯化铜
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【题目】某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物,该小小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略)。
经査阅资料知:①NO是不成盐氧化物;②2NO2+2NaOH =NaNO3+NaNO2+H2O。
回答下列问题:
(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式:________________。
(2)为了完成实验,选择上图中的装置,其连接顺序为a→_______(按气流方向,用小写字母表示);有同学认为该装置存在缺陷,则该缺陷是______________。
(3)连接好仪器,_____________,装入药品后,要通入一段时间的氮气,在滴入浓硝酸,点燃酒精灯,通入氮气的主要目的是_______________。
(4)装置E的作用是________________;能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是_____________。
(5)探充NO与Na2O2反应的产物。
假设1:产物只有NaNO3;
假设2:_________________;
假设3:产物为NaNO3和NaNO2的混合物。
为验证反应产物,该小组同学准确称取反应后的固体3.50g,用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00mL溶液,取10.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定,共消耗KMnO4溶液20mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为___________________,反应产物中NaNO2的质量分数为_____(保留四位有效数字)
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【题目】工业上利用软锰矿(主要成分为MnO2)用来制备“锰白”(MnCO3)和电极材料锰酸锂(LiO2·2MnO2·Mn2O3),期其工艺流程如下:
(1)“浸出”过程中SO2作用是__________。
(2)为使原料充分利用,滤液中c(Mn2+)应当小于__________mol·L-1。已知:常温下MnCO3的Kap=9.0×10-12。
(3)写出软锰矿与Li2CO3发生“高温还原”的化学方程式:____________。
(4)锰酸锂((LiO2·2MnO2·Mn2O3,M=362g· mol-1)中掺入LiMnO2能大幅提高电容量,实验室测定某电极材料中两者配比的操作步骤如下;准确称取2.012g的试样于锥形瓶中,加入5mL稀硫酸充分溶解;向上述所得溶液中加入10.00mL2.000mol·L-1草酸钠(Na2C2O4)标准溶液,搅拌至溶液清亮,并定容至250mL;从容量瓶中取出25.00mL溶液,用0.01mol·L-1KMnO4标准溶液滴定,消耗KMnO4标准溶液20.00mL。
通过计算两者物质的量之比_____(写出计算过程)。
已知实验中设计的相关氧化还原反应如下:
①Mn2++C2O42-→Mn2++2CO2↑②Mn4++C2O42-→Mn2++2CO2↑
③MnO4-+C2O42-+H+→Mn2++2CO2↑(均未配平)
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【题目】摩尔盐易[(NH4)2Fe(SO4)2]易溶于水,具有还原性。以下是利用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制取摩尔盐的流程图。
回答下列问题:
(1)在“步骤l”中加Na2CO3溶液是为了洗涤除去废铁屑表面的油污,加热的目的是______(利用简要文字和必要的离子方程式说明),配制100g10%的Na2CO3溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和_______;
(2)“步骤2”中所用废铁屑必须过量,原因是______________;
(3)“步骤3”加入(NH4)2SO4固体充分搅拌溶解后,依次进行的实验操作是:蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥;
(4)一般采用滴定法测定摩尔盐产品中Fe2+的含量:称取4.0g摩尔盐样品,溶于水,加入适量稀硫酸,用0.2 mol/LKMnO4溶液滴定,达到终点时,消耗10.00 mL KMnO4溶液。
① 滴定过程中发生反应的离子方程式为___________;
② 产品中Fe2+的质量分数为_________;
③ 滴定过程中.左手控制________,右手摇动锥形瓶,直到_________时停止滴定,读数。此时若俯视读数.测定结果将偏________(填“高”或“低”)。
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【题目】认真观察下列装置,回答下列问题:
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为__________________。
(2)装置A中总反应的离子方程式为____________________________。
(3)装置D中总反应的离子方程式为_____________________________。
(4)若装置E的目的是在Cu材料上镀银,则X为________,极板N的材料为__________。
(5)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时,装置D中产生的气体体积为____L(标准状况下)。
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【题目】水合碱式碳酸镁[4MgC03·Mg(OH)2·4H2O〕,又称轻质碳酸镁。常利用菱镁矿(质量含量为碳酸镁90% ,碳酸钙10%〕碳化法制取:
(1)根据下列表格数据,选择消化反应的最佳温度_____;理由是__________。
(2)碳化反应可生成Mg(HCO3)2,生成Mg(HCO3)2的化学方程式为_______。
(3)流程图中______和_____可以为碳化反应提供二氧化碳源。
(4)有工艺设计利用卤水碳化法制取轻质碳酸镁:
①卤水中含有Fe2+和Mn2+,当其浓度小于1×10-5时,可以认为完全除去。常温时当调节溶液pH为9.5时,此时Mn2+小于_____mol/L,不会沉淀出来。
②如果把Fe2+转化为Fe3+,从环境角度选择最合适的氧化剂为______。
A. Ca(C10)2 B. Cl2 C. H202 D. HNO3
③下列方案中,较好的为_______,理由是___________。
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【题目】250°C,101Kpa时,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ/mol,该反应能自发进行,其自发进行的主要原因是( )
A.是吸热反应
B.是放热反应
C.是熵减反应
D.熵增效应大于能量效应
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【题目】钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下:
已知:①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2。
②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。
③常温下钨酸难溶于水。
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为____,请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式__________。
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为____,滤渣Ⅱ的主要成分是____。
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线,则:
①T1 _____T2(填“>”或“<”)T1时Ksp(CaWO4)=____。
②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为____。
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