7.以某工業(yè)廢玻璃粉末(主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2)為原料回收氧化鋁和制備氫氧化鈰[Ce(OH)4].
已知:CeO2是一種重要的稀土氧化物,不溶于水與稀硫酸;酸性條件下,Ce4+有較強氧化性.
實驗流程如下:

I.回收氧化鋁
(1)濾液A中含有的金屬陽離子是Fe3+Al3+(填離子符號);濾渣B的主要成分是Fe(OH)3
(2)寫出濾液A中含有的某金屬陽離子與過量氫氧化鈉溶液反應得到濾液B的離子方程式Al3++4OH-=[Al(OH)4]-
(3)試劑a是D(填序號).
A.NaOH溶液      B.氨水      C.稀硫酸      D.二氧化碳
Ⅱ.制備氫氧化鈰
取上述實驗流程中所得濾渣A 10.0g繼續(xù)進行實驗

(4)反應①的離子方程式為2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O.
(5)萃取是分離稀土元素的常用方法,已知化合物HT作為萃取劑能將Ce4+從水溶液中萃取出來,HT不能(填“能”或“不能”)與水互溶.實驗室進行萃取操作用到的主要玻璃儀器有分液漏斗、燒杯、玻璃棒、量筒等.
(6)取上述流程中得到的全部Ce(OH)4產(chǎn)品加硫酸溶解后,與0.1000mol•L-1FeSO4標準溶液反應(發(fā)生反應的離子方程式為Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+),消耗25.00mL標準溶液,則濾渣A中Ce元素的質量分數(shù)為3.50%.

分析 工業(yè)廢玻璃粉末(主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2)為原料回收氧化鋁和制備氫氧化鈰[Ce(OH)4],CeO2是一種重要的稀土氧化物,不溶于水與稀硫酸,加入稀硫酸溶解過濾洗滌得到濾渣A含SiO2、CeO2,濾液A中含有硫酸鋁、硫酸鐵,濾液A中加入過量氫氧化鈉溶解過濾得到濾渣為氫氧化鐵,濾液B為偏鋁酸鈉和硫酸鈉,溶于過量試劑a為二氧化碳和偏鋁酸鈉溶于反應生成濾渣C為氫氧化鋁沉淀,受熱分解得到氧化鋁,
I.回收氧化鋁
(1)濾液A中含有硫酸鐵和硫酸鋁的混合溶液;濾渣B為氫氧化鐵沉淀;
(2)濾液A中含有的金屬陽離子與過量氫氧化鈉溶液反應得到濾液B是鋁離子反應生成偏鋁酸鹽;
(3)氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸強堿,不溶于弱酸弱堿,偏鋁酸鹽溶液中通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀;
Ⅱ.制備氫氧化鈰
(4)加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉化為Ce3+;
(5)根據(jù)萃取劑與水不互溶的原則來回答,根據(jù)萃取實驗的儀器:分液漏斗、燒杯、玻璃棒、量筒等來回答;
(6)根據(jù)電子守恒建立關系式:Ce(OH)4~FeSO4,然后進行計算求出Ce(OH)4的物質的量,得到鈰元素物質的量計算得到質量分數(shù);

解答 解:工業(yè)廢玻璃粉末(主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2)為原料回收氧化鋁和制備氫氧化鈰[Ce(OH)4],CeO2是一種重要的稀土氧化物,不溶于水與稀硫酸,加入稀硫酸溶解過濾洗滌得到濾渣A含SiO2、CeO2,濾液A中含有硫酸鋁、硫酸鐵,濾液A中加入過量氫氧化鈉溶解過濾得到濾渣為氫氧化鐵,濾液B為偏鋁酸鈉和硫酸鈉,溶于過量試劑a為二氧化碳和偏鋁酸鈉溶于反應生成濾渣C為氫氧化鋁沉淀,受熱分解得到氧化鋁,
I.回收氧化鋁
(1)濾液A中含有硫酸鐵和硫酸鋁的混合溶液,濾液A中含有的金屬陽離子是Fe3+Al3+,濾渣B主要成分為氫氧化鐵沉淀,F(xiàn)e(OH)3,
故答案為:Fe3+Al3+;Fe(OH)3;
(2)濾液A中含有的金屬陽離子與過量氫氧化鈉溶液反應得到濾液B是鋁離子反應生成偏鋁酸鹽,反應的離子方程式為:Al3++4OH-=[Al(OH)4]-,
故答案為:Al3++4OH-=[Al(OH)4]-;
(3)氫氧化鋁是兩性氫氧化物溶于強酸強堿,不溶于弱酸弱堿,偏鋁酸鹽溶液中通入過量二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀,選D,
故答案為:D;
Ⅱ.制備氫氧化鈰
(4)加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉化為Ce3+,反應為稀硫酸、H2O2,CeO2三者反應生成轉化為Ce2(SO43、O2和H2O,反應的離子方程式為:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,
故答案為:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(5)化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,所以TBP不能與水互溶,實驗室進行萃取操作時用到的主要玻璃儀器有:分液漏斗、燒杯、玻璃棒、量筒等,
故答案為:不能;分液漏斗;
(6)取上述流程中得到的全部Ce(OH)4產(chǎn)品加硫酸溶解后,與0.1000mol•L-1FeSO4標準溶液反應(發(fā)生反應的離子方程式為Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+),消耗25.00mL標準溶液    Ce(OH)4 ~FeSO4
    0.0025mol   0.1000mol/L-1×0.025L
所以n(Ce(OH)4)=n(Ce)=0.0025mol,
則濾渣A中Ce元素的質量分數(shù)=$\frac{0.0025mol×140g/mol}{10.0g}$×100%=3.50%
故答案為:90.04%;Fe(OH)3(2分)(或氫氧化鐵)
故答案為:3.50%;

點評 本題以工藝流程為基礎,考察化學實驗基本操作、元素及化合物知識、化學計算、氧化還原反應等相關知識,注意流程分析和實驗基本操作的應用,掌握基礎是解題關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
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請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)步驟③的實驗操作名稱是過濾;實驗所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗
(2)步驟⑤實驗操作名稱是萃取,在實驗室中,該實驗在分液漏斗中進行,使用該儀器的第一步操作是檢驗是否漏水.
(3)步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯,該步驟的實驗操作名稱是蒸餾.
(4)請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法:加入淀粉試液,若變藍色,說明有碘.

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(3)第③步的化學方程式為MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl
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(5)要完成第 ⑦步操作,應進行中下列哪步操作?AB
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A.a>bB.a=bC.a<bD.2a=b

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2.下列說法正確的是( 。
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B.吸熱反應一定需要加熱才能發(fā)生
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$\stackrel{一定條件}{→}$+H2O
Ⅱ.
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Ⅲ.
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請回答下列問題:
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(4)下列有關香蘭醛的敘述不正確的是ac.
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b.香蘭醛能與濃溴水發(fā)生發(fā)生取代反應
c.1mol香蘭醛最多能與3molH2發(fā)生加成反應
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(5)寫出一種符合下列條件的香蘭醛的同分異構體地結構簡式:
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17.下列化學反應的離子方程式書寫正確的是(  )
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