【題目】平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(SiO2Fe2O3、CeO2)。利用廢玻璃粉末可以制取多種化工產(chǎn)品。設(shè)計流程如下:

查閱資料可知:

CeO2性質(zhì):淡黃或黃褐色粉末,不溶于水和堿,微溶于酸;有強氧化性。

Ce3+在堿金屬碳酸鹽溶液中生成難溶的碳酸復(fù)鹽Ce2(CO3):Na2CO3·2H2O

③常溫時兩種沉淀物的溶度積見表:

沉淀物

Fe(OH)3

Ce(OH)3

Ksp

4.0×10-38

1.5×10-20

回答下列問題:

(1)過程①分離操作中用到的玻璃儀器有_______________________________。

(2)過程④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________,過程⑥中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________。

(3)產(chǎn)品I是一種新型、綠色的多功能凈水劑,集氧化、滅菌、消毒、吸附、絮凝、沉淀等性能為一體。凈水過程中,Na2FeO4 起到吸附、絮凝作用的原理是_________________。

(4)工業(yè)上也可用電解濃NaOH溶液制備產(chǎn)品I。用鐵做電極,寫出電解時陽極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式_________________。

(5)沉淀過程中,當(dāng)某種離子濃度降至105 mol·L-1時,可認(rèn)為此離子完全沉淀。過程②中Fe3+沉淀完全時溶液的pH=_____ (已知 lg2=0.3)。

(6)寫出產(chǎn)品III的一種用途______________________________________。

【答案】燒杯、漏斗、玻璃棒 2CeO2H2O26H===2Ce34H2OO2 2[Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O]+O24CeO2+2Na2CO3+6CO2↑+4H2O 凈水過程中,FeO42被還原成Fe3+Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體,起到吸附、絮凝作用 Fe6e+8OH=FeO42+4H2O 3.2 建筑行業(yè)的黏合劑(特殊用途的木材、紡織品的耐腐蝕劑、阻燃劑)

【解析】

由流程可知,向廢玻璃粉末中加入稀鹽酸,氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵,二氧化硅與稀鹽酸不反應(yīng),二氧化鈰部分與鹽酸反應(yīng),則過濾后濾渣A為二氧化硅和二氧化鈰,濾液A為氯化鐵和氯化鈰的混合液;調(diào)節(jié)濾液ApH,氯化鐵轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,則過濾后濾渣B為氫氧化鐵,濾液B為含有四氯化鈰的溶液;堿性條件下,氫氧化鐵與次氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成產(chǎn)品Ⅰ高鐵酸鈉;在酸性條件下,濾渣A中二氧化鈰和濾液B中四氯化鈰與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ce3,二氧化硅不反應(yīng),則過濾后得到含有Ce3的濾液,濾渣C為二氧化硅;向含有Ce3的濾液中加入濃碳酸鈉溶液,反應(yīng)生成Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O,Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O在空氣中煅燒生成產(chǎn)品Ⅱ二氧化鈰;向濾渣C中加入氫氧化鈉溶液,二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成產(chǎn)品Ⅲ硅酸鈉。

1)過程的分離操作為過濾,過濾用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒,故答案為:燒杯、漏斗、玻璃棒;

2)過程發(fā)生的反應(yīng)為酸性條件下,二氧化鈰與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ce3,反應(yīng)中鈰元素化合價降低被還原,二氧化鈰做氧化劑,雙氧水做還原劑,反應(yīng)的離子方程式為2CeO2H2O26H=2Ce34H2OO2;過程發(fā)生的反應(yīng)為Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O在空氣中煅燒生成二氧化鈰,反應(yīng)中鈰元素化合價升高被氧化,空氣中氧氣做反應(yīng)的氧化劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2[Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O]+O24CeO2+2Na2CO3+6CO2↑+4H2O,故答案為:2CeO2H2O26H=2Ce34H2OO2;2[Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O]+O24CeO2+2Na2CO3+6CO2↑+4H2O;

3Na2FeO4中鐵元素為+6價,具有強氧化性,凈水過程中,FeO42被細(xì)菌還原成Fe3+,達到殺菌消毒的作用,反應(yīng)生成的Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體,Fe(OH)3膠體具有很大的表面積,能夠吸附水中懸浮雜質(zhì),起到吸附、絮凝作用,達到凈水的目的,故答案為:凈水過程中,FeO42被還原成Fe3+Fe3+水解生成Fe(OH)3膠體,起到吸附、絮凝作用;

4)工業(yè)上也可用電解濃NaOH溶液制備Na2FeO4時,陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO42,電極反應(yīng)式為Fe6e+8OH=FeO42+4H2O,故答案為:Fe6e+8OH=FeO42+4H2O;

5Fe(OH)3Ksp=cFe3+c3OH=4.0×10-38,Fe3+沉淀完全時溶液中cOH=mol/ L,則溶液的pH=1411+×lg2=3.2,故答案為:3.2;

6)產(chǎn)品Ⅲ為硅酸鈉,硅酸鈉溶液常用作建筑行業(yè)的黏合劑,特殊用途的木材、紡織品的耐腐蝕劑、阻燃劑等,故答案為:建筑行業(yè)的黏合劑(特殊用途的木材、紡織品的耐腐蝕劑、阻燃劑

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是

A溴水中有下列平衡Br2+H2OHBr+HBrO,當(dāng)加入硝酸銀溶液后,溶液顏色變淺

B加催化劑,使N2和H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為NH3

C反應(yīng)CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔH<0,達平衡后,升高溫度體系顏色變深

D增大壓強,有利于SO2與O2反應(yīng)生成SO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化學(xué)與社會、生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列說法正確的是(

A.可用于檢驗酒精中是否含有水

B.是指大氣中直徑小于或等于微米的顆粒物,與肺癌、哮喘等疾病的發(fā)生密切相關(guān),是造成霧霾天氣的主要原因

C.自來水廠用明礬凈水,用均能代替明礬凈水

D.海洋植物具有富集碘的能力,因此從海產(chǎn)品中提取碘是工業(yè)上獲取碘的重要途徑,工業(yè)上從海帶中提取碘的步驟有:灼燒浸泡過濾萃取粗碘提純

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】通常條件下,下列物質(zhì)能用化合反應(yīng)制得的是

A.B.C.D.CuS

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)進行有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實驗,實驗過程如圖所示:

下列說法正確的是

A. 中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,稀硝酸被還原為NO2

B. ②中溶液存在:c(Cu2+) + c(H+) c(NO3) + c(OH)

C. 由上述實驗得出結(jié)論:常溫下Cu既可稀硝酸反應(yīng),也可稀硫酸反應(yīng)

D. ③中反應(yīng)的化學(xué)方程式3CuCu(NO3)24H2SO4 === 4CuSO4 2NO↑4H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知氫硫酸(H2S) 的電離平衡常數(shù)為: Ka1(H2S)=9.1×108, Ka2(H2S)=1.1×10 -12。H2S溶液中c()=c(H2S)+c(HS )+c(S2 )。室溫下向25.00 mL 0.1000 mol·L1 'H2S 溶液中逐滴滴入NaOH溶液。下列說法正確的是

A.隨著NaOH溶液滴入,溶液中水的電離程度不斷增大

B.c(Na+ )=c()的溶液: c(Na +)>c(S2)> c(H2S)> c(H+)

C.pH=7的溶液: c(Na+)>c(S2)>c(HS )>c(OH )=c(H+)

D.c(H+)=9.1×10-8 mol·L-1: c(H2S)+2c(S2 )+c(OH )=c(Na + )+c(H )

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式書寫正確的是(

A.Fe(OH)3溶于氫碘酸(HI)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O

B.少量鐵粉投入足量的稀硝酸:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O

C.FeBr2溶液中通入過量氯氣:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

D.FeI2溶液中通入少量氯氣:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用納米Fe/Ni復(fù)合材料能去除污染水體的NO3-,Ni不參與反應(yīng)。離子在材料表面的活性位點吸附后發(fā)生反應(yīng),活性位點被其他附著物占據(jù)會導(dǎo)致速率減慢(NH4+無法占據(jù)活性位點)。反應(yīng)過程如圖所示:

1)酸性環(huán)境中,納米Fe/Ni去除NO3-分兩步,將步驟ii補充完整:

.NO3-+Fe+2H+=NO2-+Fe2++H2O

.___+___+___H+=___Fe2++___+___

2)初始pH=2.0的廢液反應(yīng)15min后,出現(xiàn)大量白色絮狀物,過濾后很快變成紅褐色,結(jié)合化學(xué)用語解釋整個變化過程的原因___。

3)水體初始pH會影響反應(yīng)速率,不同pH的硝酸鹽溶液與納米Fe/Ni反應(yīng)時,溶液中隨時間的變化如圖1所示。(注:c0(NO3-)為初始時NO3-的濃度。)

①為達到最高去除率,應(yīng)調(diào)水體的初始pH=___。

t<15minpH=2.0的溶液反應(yīng)速率最快,t>15min,其反應(yīng)速率迅速降低,原因分別是___。

4)總氮量指溶液中自由移動的所有含氮微粒濃度之和,納米Fe/Ni處理某濃度硝酸鹽溶液時,隨時間的變化如圖2所示。40min時總氮量較初始時下降,可能的原因是___。

5)利用電解無害化處理水體中的NO3-,最終生成N2逸出。其裝置及轉(zhuǎn)化圖如圖所示:

①陰極的電極反應(yīng)式為___

②生成N2的離子方程式為___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表:

物質(zhì)

Cu(OH)2

Fe(OH)3

CuCl

CuI

Ksp

2.2×10-20

2.6×10-39

1.7×10-7

1.3×10-12

現(xiàn)有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2,為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體,按如圖步驟進行提純:

1)最適合作氧化劑X的是_________(填字母),加入X的目的是______________

AK2Cr2O7BNaClO CH2O2DKMnO4

加入的物質(zhì)Y____________(填化學(xué)式),調(diào)至溶液pH4,使溶液中的Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,此時溶液中的c(Fe3)__________。過濾后,將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶,可得到CuCl2·2H2O晶體。

2)某學(xué)習(xí)小組用間接碘量法測定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度,過程如下:取0.36 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀。用0.1000 mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達滴定終點時,消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。(I22S2O32-= S4O62-2I)

①可選用___________作滴定指示劑。

CuCl2溶液與KI反應(yīng)的離子方程式為________________

③該試樣中CuCl2·2H2O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為_______________。

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