【題目】鑭系金屬元素鈰(Ce)常見有+3、+4兩種價態(tài),鈰的合金耐高溫,可以用來制造噴氣推進(jìn)器零件。請回答下列問題:
(1)霧霾中含有的污染物NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成物質(zhì)的量之比為1∶1,試寫出該反應(yīng)的離子方程式______________________________________________。
(2)用電解的方法可將上述吸收液中的轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無毒氣體,同時再生Ce4+,其原理如圖所示。
①無毒氣體從電解槽的___________(填字母序號)口逸出。
②每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L無毒氣體,同時可再生Ce4+_____________mol。
(3)鈰元素在自然界中主要以氟碳鈰礦形式存在,其主要化學(xué)成分為CeFCO3。工業(yè)上利用氟碳鈰礦提取CeCl3的一種工藝流程如下:
①焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為______________。
②假設(shè)參與酸浸反應(yīng)的CeO2和CeF4的物質(zhì)的量之比為3∶1,試寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。
③向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是________________________________________。
④常溫下,當(dāng)溶液中的某離子濃度時,可認(rèn)為該離子沉淀完全。據(jù)此,在生成Ce(OH)3的反應(yīng)中,加入NaOH溶液至pH至少達(dá)到____________時,即可視為Ce3 +已完全沉淀。
⑤加熱CeCl3·6H2O和NH4Cl的固體混合物可得固體無水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______________________________________。
【答案】4Ce4+ + 2NO + 3H2O = 4Ce3+ + NO2-+ NO3-+ 6H+c61∶49CeO2 + 3CeF4 + 45HCl + 3H3BO3 = Ce(Br4)3↓+ 11CeCl3 + 6Cl2↑+ 27H2O避免Ce3+以Ce(BF4)3形式沉淀而損失(或?qū)e3+全部轉(zhuǎn)化為CeCl3,提高產(chǎn)率)9NH4Cl固體分解產(chǎn)生的HCl可抑制CeCl3的水解
【解析】
(1)霧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-物質(zhì)的量之比為1:1,反應(yīng)的方程式為3H2O+2NO+4Ce4+=4Ce3++NO2-+NO3-+6H+;(2)①電解池中陽極失去電子,則Ce3+在陽極失去電子轉(zhuǎn)化為Ce4+,因此Ce4+從電解槽的a口流出,陰極是NO2-得到電子轉(zhuǎn)化為氮氣,則無毒氣體從電解槽的c口逸出;②陽極電極反應(yīng)式為Ce3+-e—=Ce4+,,陰極的電極反應(yīng)式為2NO2-+8H++6e—=N2↑+4H2O。每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L無毒氣體,同時可再生Ce4+6mol;(3)①根據(jù)流程圖可知焙燒過程中CeFCO3與氧氣反應(yīng)生成CeO2、CeF4、CO2,反應(yīng)方程式為4CeFCO3+ O23CeO2+ CeF4+4CO2,其中氧化劑O2和還原劑CeFCO3的物質(zhì)的量之比為1∶4;②假設(shè)參與酸浸反應(yīng)的CeO2和CeF4的物質(zhì)的量之比為3∶1,根據(jù)流程可知反應(yīng)物還有HCl、H3BO3,生成物有Ce(Br4)3沉淀、CeCl3,根據(jù)化合價的變化,因元素Ce由+4價變?yōu)?3價,化合價降低,由氧化還原反應(yīng)原理可知,應(yīng)有元素化合價升高,則應(yīng)有Cl2生成,結(jié)合質(zhì)量守恒,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為9CeO2 + 3CeF4 + 45HCl + 3H3BO3 = Ce(Br4)3↓+ 11CeCl3 + 6Cl2↑+ 27H2O;③避免Ce3+以Ce(BF4)3形式沉淀而損失或?qū)e3+全部轉(zhuǎn)化為CeCl3,提高產(chǎn)率,故向Ce(BF4)3中加入KCl溶液;④常溫下,當(dāng)溶液中c(Ce3 +)時,,則c,即pH=9,據(jù)此,在生成Ce(OH)3的反應(yīng)中,加入NaOH溶液至pH至少達(dá)到9時,即可視為Ce3 +已完全沉淀;⑤加熱CeCl3·6H2O和NH4Cl的固體混合物可得固體無水CeCl3,其中NH4Cl的作用是NH4Cl固體分解產(chǎn)生的HCl可抑制CeCl3的水解。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】草酸合鐵酸鉀晶體Kx[Fe(C2O4)y]·3H2O 是一種光敏材料,見光易分解,下面是一種制備草酸合鐵酸鉀晶體的實驗流程。
已知:(NH4)SO4、FeSO4·7H2O、莫爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]的溶解度如表:
溫度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
(NH4)SO4/g | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | 84.5 |
FeSO4·7H2O/g | 40.0 | 48.0 | 60.0 | 73.3 | — |
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O/g | 18.1 | 21.2 | 24.5 | 27.9 | 31.3 |
(1)廢鐵屑在進(jìn)行“溶解1”前,得用在5%Na2CO3溶液中加熱數(shù)分鐘,并洗滌干凈.Na2CO3溶液的作用是___________________。
(2)“復(fù)分解”制備莫爾鹽晶體的基本實驗步驟是: 蒸發(fā)濃縮、_________、過濾、用乙醇洗滌、干燥。用乙醇洗滌的目的是_________ 。
(3)“沉淀2"時得到的FeC2O4·2H2O 沉淀需用水洗滌干凈.檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是_____。
(4)“結(jié)晶”時應(yīng)將溶液放在黑暗處等待晶體的析出,這樣操作的原因是_________ 。
(5)為測定該晶體中鐵的含量,某實驗小組做了如下實驗:
步驟1: 準(zhǔn)確稱量5.00g 草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250mL 溶液
步驟2:取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳,同時,MnO4-被還原成Mn2+。向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉,加熱至黃色剛好消失,過濾,洗滌,將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時,溶液仍呈酸性。
步驟3:用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步驟2所得溶液至終點,消耗KMnO4溶液20.02mL,滴定中MnO4-被還原成Mn2+.重復(fù)步驟2、步驟3 操作,滴定消耗 0.010mol/LKMnO4溶液19.98mL,實驗測得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____ (寫出計算過程)。
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【題目】現(xiàn)有常見的A~J物質(zhì)存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖(反應(yīng)條件已略去),已知通常情況下A為固態(tài)金屬單質(zhì),B、D為氣態(tài)非金屬單質(zhì),E為淡黃色固體,F為無色液體,J為紅褐色沉淀。請回答下列問題:
(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:H________;D__________。
(2)寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式或離子方程式:
①E+F→D+G的化學(xué)方程式:__________________________________;
②G+I→C+J的離子方程式:_________________________________。
(3)若要檢驗I物質(zhì)的陽離子所加入的試劑是________________________。實驗現(xiàn)象為:_______________________________________
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【題目】實驗室利用下列裝置制氯氣,請?zhí)羁眨?/span>
①制氯氣的反應(yīng)原理,請用化學(xué)方程式表示:______________。
②飽和食鹽水的作用是_________________________________________________。
③濃硫酸的作用是_________________________________________________。
④氫氧化鈉的作用是_________________________________________________。
⑤向上排空氣法收集氯氣的理由是_________________________________________________。
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【題目】被譽為“礦石熊貓”的香花石,由我國地質(zhì)學(xué)家首次發(fā)現(xiàn),它由前20號元素中的6種組成,分別為X、Y、Z、W、R、T。其中Ⅹ、Y、Z為金屬元素,Z的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等,X、Z位于同族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外層電子數(shù)是次外層的3倍,T無正價,X與R原子序數(shù)之和是W的2倍。下列說法錯誤的是
A. 原子半徑:Y>Z>R>T
B. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W<R<T
C. 最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性:X>Z
D. XR2、WR2兩種化合物中R的化合價相同
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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法中正確的是( )
A. 足量Fe與1molCl2完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3NA
B. 22.4 L 氧氣含有的分子數(shù)為NA
C. 常溫常壓下,28 g氮氣所含的原子數(shù)為2NA
D. 0.1 mol/L的氯化鋁溶液中,含有Cl的數(shù)目為0.3NA
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【題目】已知與足量的10mol/L硫酸液混合微熱,產(chǎn)生下列現(xiàn)象:①有紅色金屬生成②產(chǎn)生刺激性氣味的氣體③溶液呈現(xiàn)藍(lán)色。據(jù)此判斷下列說法正確的是
A. 反應(yīng)中硫酸作氧化劑
B. 中硫元素被氧化
C. 刺激性氣味的氣體是氨氣
D. 1mol完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.5mol電子
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【題目】將下列物質(zhì)進(jìn)行分類:
A.O2和O3 B.C和C C.CH2=CH-CH3和CH2=CH-CH2-CH3
D.淀粉和纖維素 E.葡萄糖和蔗糖
F. G.
(1) 互為同位素的是 ________________(填編號,下同);
(2) 互為同素異形體的是____________;
(3) 互為同分異構(gòu)體的是____________;
(4)互為同系物的是____________;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入適量的銅片并加熱。充分反應(yīng)后,被還原的H2SO4的物質(zhì)的量( )
A. 小于0.45 mol B. 等于0.45 mol
C. 在0.45~0.90 mol之間 D. 大于0.45 mol
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