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以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:
(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除________(填离子符号),检验该离子是否洗净的方法是___________________________________________________。
(2)第②步反应的离子方程式是__________________________________,滤渣B的主要成分是________。
(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP________(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有________、烧杯、玻璃棒、量筒等。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 mol·L-1 FeSO4标准溶液滴定终点(铈被还原为Ce3+),消耗25.00 mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为________。
【解析】 根据题给流程图分析反应过程,确定每步的具体反应,然后根据题给要求进行分析解答。
(1)操作①加入稀盐酸的主要目的是使氧化铁溶于稀盐酸生成氯化铁,所以滤渣表面应附有Fe3+和Cl-,若有Fe3+存在,在③加碱时会生成Fe(OH)3沉淀,影响Ce(OH)4的纯度,所以要除去Fe3+。可以用KSCN溶液来检验Fe3+是否存在。(2)反应物中有CeO2、H2O2和H2SO4,生成物中有Ce3+,此过程中Ce由+4价变为+3价,得电子,所以H2O2中-1价的O就应该失电子变为0价的O,即氧气;然后再根据质量守恒和电荷守恒进行微粒的补充和配平即可。SiO2不溶于酸,所以滤渣B的成分为SiO2。(3)因为TBP可以作为萃取剂,所以不能和水互溶;在萃取时除了要用到烧杯、玻璃棒、量筒外,还需要用到的主要玻璃仪器是分液漏斗。(4)在滴定过程中发生反应的离子方程式为Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+,每有1 mol Ce4+反应即可消耗1 mol Fe2+,消耗硫酸亚铁的物质的量为2.5×10-3 mol,所以0.536 g样品中含有2.5×10-3 mol Ce(OH)4,其质量为0.52 g,即质量分数约为97.0%。
【答案】 (1)Fe3+ 取最后一次洗涤液,加入KSCN溶液,若不出现红色,则已洗净;反之,未洗净(其他合理答案均可)
(2)2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++4H2O+O2↑ SiO2(其他合理答案均可)
(3)不能 分液漏斗
(4)97.0%
科目:高中化学 来源: 题型:
向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是
A.Co (NH3)3Cl3 B.Co (NH3)6Cl3
C.Co (NH3)4Cl2Cl D.Co (NH3)5ClCl2
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列与有机物结构、性质相关的叙述错误的是( )
A.乙酸分子中含有羧基,可与NaHCO3溶液反应生成CO2
B.蛋白质和油脂都属于高分子化合物,一定条件下都能水解
C.甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同
D.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列各组中的两种有机物,无论以何种比例混合,只要混合物总质量不变,完全燃烧时生成水的质量就不变,符合这一条件的组合是( )
A.CH3OH和C2H4O2 B.C8H10和C4H10
C.C2H4和C2H4O D.C8H8和C4H8O3
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科目:高中化学 来源: 题型:
如图集气瓶中用滤纸折成的纸蝴蝶上喷洒了一种溶液,通入某种气体后,实验结果与预测的纸蝴蝶颜色变化不一致的是( )
A | B | C | D | |
喷洒液 | 酚酞 | 紫色石蕊 | 酸性重铬酸钾 | 酸化的 KI—淀粉 |
通入的气体 | NH3 | Cl2 | CH3CH2OH(g) | O3 |
预测的颜色变化 | 变为红色 | 最终褪色 | 无明显变化 | 变为蓝色 |
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科目:高中化学 来源: 题型:
航天器中常使用可充电电池,构造示意图如图184(氢化物电极为储氢金属,可看作H2直接参加反应)。白天太阳能帆板发电,将一部分电量储存在镍氢电池里,夜晚镍氢电池供电。下列说法正确的是( )
图184
A.在使用过程中,此电池要不断补充水
B.放电时,NiOOH在电极上发生氧化反应
C.充电时,阳极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O
D.充电时,阴极区的电解质溶液的pH降低
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列叙述不正确的是( )
A.过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中的供氧剂
B.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应,前者产生的二氧化碳少
C.单晶硅常用于制光导纤维
D.少量的金属钠长期暴露在空气中,它的最终产物是Na2CO3
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科目:高中化学 来源: 题型:
用两根铂丝作电极插入KOH溶液中,再分别向两极通入甲烷气体和氧气,可形成燃料电池,该电池放电时的总反应为:CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O,下列说法错误的是( )
A. 通甲烷的一极为负极,通氧气的一极为正极
B. 放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高
C. 放电一段时间后,KOH的物质的量不发生变化
D. 通甲烷的电极反应式是:CH4+10OH --8e-==CO32-+7H2O
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科目:高中化学 来源: 题型:
用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系正确的是
A.V1>V2 B.V1<V2 C.V1=V2 D.V1≤V2
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