【題目】鈰Ce)是一種重要的稀土金屬元素,常見化合價為+3和+4,在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。某課題組以回收廢舊的電腦顯示屏的玻璃粉(含SiO2、CeO2、Fe2O3、和FeO等)為原料,設(shè)如下工藝流程回收CeO2,并獲得硫酸鐵銨晶體[Fe2(SO4)32(NH4)2SO43H2O]
已知:①CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液;②酸浸時CeO2不反應(yīng);③“反應(yīng)I”所得溶液中含有Ce3+。
試回答下列問題
(1)“濾渣”的化學式為______。
(2)在酸性條件下,H2O2、Fe3+、CeO2三種物質(zhì)中,氧化性最強的是______;如將稀硫酸改為鹽酸,則“酸浸”過程可能產(chǎn)生的大氣污染物是______。
(3)“反應(yīng)Ⅰ”的離子方程式為______。
(4)“氧化”反應(yīng)的化學方程式為______。
(5)“操作Ⅰ”依次為:低溫蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、______常溫晾干等操作。所得硫酸鐵銨常用作凈水劑,在去除酸性廢水中的懸浮物時效率降低,原因是______。
(6)科學家利用CeO2在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)化成H2、CO,其過程如下:mCeO2(m-x)CeO2xCe+xO2,
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCOmCeO2+xH2+xCO。在該總轉(zhuǎn)化過程中,CeO2作______,從能量轉(zhuǎn)化的角度,該過程的重要意義是______。
【答案】SiO2 CeO2 Cl2 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce2++O2↑+4H2O 4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4 洗滌 鐵離子水解被抑制 催化劑 將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能
【解析】
由流程圖可知,廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì))中加入稀硫酸,F(xiàn)eO轉(zhuǎn)化為FeSO4、Fe2O3轉(zhuǎn)化Fe2(SO4)3存在于濾液中,濾渣為CeO2和SiO2;濾液中加入稀硫酸和過氧化氫,亞鐵離子被氧化為鐵離子,溶液為Fe2(SO4)3,加入硫酸銨混合蒸發(fā)濃縮、常溫晾干后得到硫酸鐵銨晶體;向酸浸后的濾渣中加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液中,反應(yīng)為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O,濾渣為SiO2,濾液中加入氫氧化鈉溶液沉淀并通入空氣,利用氧氣將Ce從+3氧化為+4后4Ce(OH)3轉(zhuǎn)化為沉淀Ce(OH)4,反應(yīng)為:4Ce(OH)3+O2+2H2O═4Ce(OH)4,加入分解Ce(OH)4得到產(chǎn)品CeO2。
(1)SiO2、CeO2不溶于稀硫酸,向酸浸后的濾渣中加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液中,則過濾得到的濾渣”為二氧化硅,故答案為:SiO2;
(2)在酸性條件下,H2O2、Fe3+、CeO2三種物質(zhì)中,CeO2和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng),過氧化氫做還原劑被氧化,過氧化氫氧化亞鐵離子生成鐵離子,氧化性最強的是CeO2,如將稀硫酸改為鹽酸,則“酸浸”過程氯離子被氧化生成氯氣,可能產(chǎn)生的大氣污染物是Cl2,故答案為:CeO2;Cl2;
(3)反應(yīng)Ⅰ”是CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液中,反應(yīng)為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O,反應(yīng)的離子方程式:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce2++O2↑+4H2O,故答案為:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce2++O2↑
+4H2O;
(4)利用氧氣將Ce從+3氧化為+4后4Ce(OH)3轉(zhuǎn)化為沉淀Ce(OH)4,“氧化”反應(yīng)的化學方程式為:4Ce(OH)3+O2+2H2O═4Ce(OH)4, 故答案為:4Ce(OH)3+O2+2H2O═4Ce(OH)4;
(5)“操作Ⅰ”依次為:低溫蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、常溫晾干等操作,所得硫酸鐵銨常用作凈水劑,在去除酸性廢水中的懸浮物時效率降低,原因是鐵離子水解被抑制, 故答案為:洗滌;鐵離子水解被抑制;
(6)通過太陽能實現(xiàn)總反應(yīng)H2O+CO2→H2+CO+O2可知:CeO2沒有消耗,CeO2為催化劑,該過程中在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO,所以把太陽能轉(zhuǎn)變成化學能,故答案為:催化劑;將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能。
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【題目】下列關(guān)于的說法,正確的是( )
A.該物質(zhì)可由n個單體分子通過縮聚反應(yīng)生成
B.該物質(zhì)完全燃燒,生成33.6 L(標準狀況)的
C.該物質(zhì)在酸性條件下水解產(chǎn)物之一可作汽車發(fā)動機的抗凍劑
D.該物質(zhì)與足量溶液反應(yīng),最多可消耗
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】研究性學習小組用Na2SO3與硫酸溶液(硫酸與水體積比1∶1)制備SO2并進行性質(zhì)探究實驗。
(1)D中的實驗現(xiàn)象是_____________,C、E中溶液都褪色,分別體現(xiàn)SO2________、_______性質(zhì)。
(2)請在方框中畫出收集SO2以及尾氣處理裝置(標相關(guān)試劑)。___________
(3)研究小組發(fā)現(xiàn)B中有白色沉淀,為了清楚沉淀的物質(zhì),研究小組往B中加入過量稀鹽酸,沉淀 不溶解,你認為留下的沉淀物是__________,形成該沉淀的反應(yīng)方程式有:_________________________________________________________________________________
為了進一步驗證沉淀原因,研究小組另取BaC12溶液,加熱煮沸,冷卻及 時加入少量苯液封,然后再通SO2,結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉淀量減少,但仍有輕微渾 濁。研究小組改進A裝置(如圖),再進行實驗,B中沒有出現(xiàn)渾濁。下列氣體可作為X氣體的是_____________
A.CO2 B.NH3 C.O3 D.N2 E.NO2
(4)SO2為空氣污染物,研究小組為測定某工廠區(qū)空氣中SO2的含量,取10m3(標準狀況)的空氣, 緩慢通過足量溴水中,在所得溶液中加入過量的BaC12溶液,將產(chǎn)生的白色沉淀洗滌、干燥,用電子稱稱其質(zhì)量為0.233g,則:
① 檢驗洗滌已經(jīng)干凈的實驗操作是_________________________________________________。
② 試計算此空氣中SO2的濃度(列出計算表達式并計算結(jié)果,結(jié)果單位用mg/m3表示)。________________________________________________
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【題目】某化妝品的組分Z具有美白功效,原從楊樹中提取,現(xiàn)可用如下反應(yīng)制備:
下列敘述錯誤的是
A. X、Y和Z均能使溴水褪色
B. X和Z均能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2
C. Y既能發(fā)生取代反應(yīng),也能發(fā)生加成反應(yīng)
D. Y可作加聚反應(yīng)單體,X可作縮聚反應(yīng)單體
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【題目】在一定溫度下,容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如圖,下列表述中正確的是( )
A.反應(yīng)的化學方程式為2NM
B.t2時,正逆反應(yīng)速率相等達到平衡狀態(tài)
C.t1時,M的濃度是N濃度的2倍
D.t3時,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
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【題目】物質(zhì)的量相同的NaHCO3和KHCO3固體混合物9.20g與0.2mol/L鹽酸反應(yīng)。
(1)欲求標準狀況下生成CO2的體積,還需要什么數(shù)據(jù)___。(討論(2)的問題中,該數(shù)據(jù)用a表示)
a | 生成CO2的體積(L) |
(2)討論a值的變化時,產(chǎn)生CO2的體積(標準狀況)___
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【題目】如圖所示,電化學原理與微生物工藝相組合的電解脫硝法,可除去引起水華的NO3-原理是將NO3-還原為N2。下列說法正確的是( 。
A. 若加人的是溶液,則導出的溶液呈堿性
B. 鎳電極上的電極反應(yīng)式為:
C. 電子由石墨電極流出,經(jīng)溶液流向鎳電極
D. 若陽極生成氣體,理論上可除去mol
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【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是
A.1molNH4+含有的電子數(shù)為11NA
B.0.1L3mol/L的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)等于0.6NA
C.常溫下,92gNO2與N2O4混合氣體中氧原子數(shù)為2NA
D.硫酸銨中既含有離子鍵,又含有共價鍵,而氯化銨中只含有離子鍵
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【題目】現(xiàn)有鐵、碳兩種元素組成的合金,某實驗小組為了研究該合金的性質(zhì)并測定該合金中碳的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計了如圖實驗方案和實驗裝置。(已知SO2能與酸性KMnO4反應(yīng)生成硫酸鹽)
I.探究該合金的某些性質(zhì):
(1)取ag合金粉末放入蒸餾燒瓶,并加入足量濃H2SO4,A、B中均無明顯現(xiàn)象,原因是__;
(2)點燃酒精燈一段時間后,A中劇烈反應(yīng),請寫出此時合金中成分碳參與的化學反應(yīng)方程式__;
(3)裝置D的作用是__;裝置E的作用是__。
II.測定樣品中碳的質(zhì)量分數(shù):
(4)裝置F的作用__;
(5)若反應(yīng)前后E裝置的質(zhì)量分別是m1和m2,則合金中碳的質(zhì)量分數(shù)是__,若沒有連接D裝置會使測定結(jié)果__(填“偏大”“偏小”“無影響”)。
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