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【题目】铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。

请回答下列问题:

(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1:1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为________

(2)可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如图所示。

①Ce4+从电解槽的______(填字母序号)口流出。

②写出阴极的电极反应式________________

(3)铈元素在自然界中主要以氟碳矿形式存在。主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下:

①焙烧过程中发生的主要反应方程式为__________________

②有同学认为酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,他的理由是_________

③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)3KBF4(s)+CeCl3(aq)平衡常数为________(用a、b的代数式表示)。

④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______

【答案】 2:1 a 2NO2 - +8H++6e=N2↑+4H2O 4CeFCO3+ O23CeO2+ CeF4+4CO2(没条件、不配平均扣1分) 不释放氯气,减少对环境的污染(只回答减少对环境的污染也得分) NH4Cl固体分解产生的HCl可以抑制CeCl3的水解(只回答抑制CeCl3的水解也得分)

【解析】(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1:1),反应的方程式为3H2O+2NO+4Ce4+=4Ce3++NO2-+NO3-+6H,因此该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:2=2:1。(2)①电解池中阳极失去电子,则Ce3+在阳极失去电子转化为Ce4+,因此Ce4+从电解槽的a口流出。②阴极是NO2-得到电子转化为氮气,则阴极的电极反应式为2NO2-+8H++6e=N2↑+4H2O。(3)①根据流程图可知焙烧过程中CeFCO3与氧气反应生成CeO2CeF4CO2,反应方程式为4CeFCO3+ O23CeO2+ CeF4+4CO2。②酸浸过程中盐酸被氧化生成氯气,氯气是大气污染物,因此酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换盐酸可以不释放氯气,减少对环境的污染。③根据方程式可知反应的平衡常数K=;④NH4Cl固体分解产生的HCl可以抑制CeCl3的水解,所以加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】用NA表示阿伏伽德罗常数,下列说法正确的有(  )
A.1molNa2O2晶体中共含有4NA个离子
B.0.1mol AlCl3完全水解转化为氢氧化铝胶体,生成0.1NA个胶粒
C.常温常压下16gO2和O3混合气体含有NA个氧原子
D.1mol/LNa2CO3溶液中含有NA个CO32

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【题目】醋酸亚铬水合物 {[(CH3COO)2Cr]2·2H2O相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如图所示,且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下:

Zns+ 2HClaq=ZnCl2aq+ H2g);

2CrCl3aq+Zns= 2CrCl2aq+ ZnCl2aq

2Cr2+aq+ 4CH3COOaq+ 2H2Ol=[(CH3COO)2Cr]2·2H2Os

请回答下列问题:

1仪器1的名称是______________________________________

2往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是____________(填序号)目的是_________________________

A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入

B.先加三氯化铬溶液,一段时间后再加盐酸

C.先加盐酸,一段时间后再加三氯化铬溶液

3为使生成的CrCl2溶液与醋酸钠溶液顺利混合,应关闭阀门_____(“A”“B"下同)打开阀门____

4本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2CrCl2溶液压入装置3与醋酸钠溶液反应外,另一个作用是_____________________________________________

5已知其他反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L实验后得干燥纯净的[(CH3COO)2Cr]2·2H2O 9.4g则该实验所得产品的产率为____________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)

6铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+最好往废液中通入足量的_______再加入碱液,调节pH至少为_______才能是铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10-5mol/L)。【已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31≈4lg2≈0.3

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【题目】溴及其化合物用途十分广泛,我国正在大力开展海水提溴的研究和开发工作。工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下:

某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)

(1)A装置中通入a气体的目的是(用离子方程式表示)____

(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气。通入热空气的目的是____

(3)B装置中通入的b气体是____,目的是使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的,试写出该反应的化学方程式____

(4)C装置的作用是____

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A.BaSO4在医学上用作钡餐,Ba2+对人体无毒
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C. C可用于文物年代的鉴定, C与 C互为同素异形体
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【题目】已知:A是来自石油的重要有机化工原料,E是具有果香味的有机物,F是一种高聚物,可制成多种包装材料.

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