Question

【題目】(一)碳酸鑭可用于治療終末期腎病患者的高磷酸鹽血癥，制備反應(yīng)原理為：2LaCl3+6NH4HCO3═La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O；某化學(xué)興趣小組利用下列裝置實(shí)驗(yàn)室中模擬制備碳酸鑭。

(1)制備碳酸鑭實(shí)驗(yàn)流程中導(dǎo)管從左向右的連接順序?yàn)椋?/span>F→_____→_____→_____→_____→_____；

(2)Y中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為_______________；

(3)X中盛放的試劑是___________，其作用為___________________；

(4)Z中應(yīng)先通入，后通入過(guò)量的，原因?yàn)?/span>__________________；

二、氫氧化鈰是一種重要的稀土氫氧化物，它可由氟碳酸鈰精礦(主要含)經(jīng)如下流程獲得：

已知：在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性，回答下列問(wèn)題：

(5)氧化焙燒生成的鈰化合物二氧化鈰()，其在酸浸時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_________________；

(6)已知有機(jī)物HT能將從水溶液中萃取出來(lái)，該過(guò)程可表示為：(水層)+(有機(jī)層) +(水層)從平衡角度解釋?zhuān)合?/span>(有機(jī)層)加入獲得較純的含的水溶液的原因是________________；

(7)已知298K時(shí)，Ksp[Ce(OH)3]=1×10-20，為了使溶液中沉淀完全，需調(diào)節(jié)pH至少為________；

(8)取某產(chǎn)品0.50g，加硫酸溶解后，用的溶液滴定至終點(diǎn)(鈰被還原成)．(已知：的相對(duì)分子質(zhì)量為208)

①溶液盛放在________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中；

②根據(jù)下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)品的純度____________；

滴定次數(shù)	溶液體積(mL)
	滴定前讀數(shù)	滴定后讀數(shù)
第一次	0.50	23.60
第二次	1.00	26.30
第三次	1.20	24.10

③若用硫酸酸化后改用的溶液滴定產(chǎn)品從而測(cè)定產(chǎn)品的純度，其它操作都正確，則測(cè)定的產(chǎn)品的純度____________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】A B D E C NH3·H2O(濃)+CaO=Ca(OH)2+NH3↑ 溶液 吸收揮發(fā)的、同時(shí)生成 在水中溶解度大，在水中溶解度不大，堿性溶液吸收，可提高利用率 混合液中加硫酸導(dǎo)致氫離子濃度增大，平衡向生成水溶液方向移動(dòng) 9 酸式 95.68% 偏低

【解析】

(一)根據(jù)制備的反應(yīng)原理：2LaCl3+6NH4HCO3═La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O，結(jié)合裝置圖可知，W中制備二氧化碳，Y中制備氨氣，X是除去二氧化碳中HCl，在Z中制備碳酸鑭，結(jié)合氨氣的性質(zhì)分析解答(1)～(4)；

(二)由實(shí)驗(yàn)流程可知，氟碳酸鈰精礦(主要含CeFCO3)氧化焙燒生成CeO2，加酸溶解發(fā)生2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，過(guò)濾分離出不溶物，含Ce3+的溶液進(jìn)行萃取分離得到濃溶液，再與堿反應(yīng)生成Ce(OH)3，將Ce(OH)3氧化可生成Ce(OH)4。據(jù)此結(jié)合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律、鹽類(lèi)水解和溶解積的計(jì)算分析解答(5)～(8)。

(一)(1)由裝置可知，W中制備二氧化碳，X除去HCl，Y中制備氨氣，在Z中制備碳酸鑭，則制備碳酸鑭實(shí)驗(yàn)流程中導(dǎo)管從左向右的連接順序?yàn)椋?/span>F→A→B→D→E→C，故答案為：A；B；D；E；C；

(2)Y中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式為NH3·H2O(濃)+CaO=Ca(OH)2+NH3↑，故答案為：NH3·H2O(濃)+CaO=Ca(OH)2+NH3↑；

(3)X是除去二氧化碳中的氯化氫，需要盛放的試劑是NaHCO3溶液，其作用為吸收揮發(fā)的HCl、同時(shí)生成CO2，故答案為：NaHCO3溶液；吸收揮發(fā)的HCl、同時(shí)生成CO2；

(4)Z中應(yīng)先通入NH3，后通入過(guò)量的CO2，因?yàn)?/span>NH3在水中溶解度大，二氧化碳在水中溶解度不大，堿性溶液利用吸收二氧化碳，提高利用率，故答案為：NH3在水中溶解度大，CO2在水中溶解度不大，堿性溶液吸收，可提高利用率；

(二)(5)氧化焙燒生成的鈰化合物二氧化鈰(CeO2)，其在酸浸時(shí)發(fā)生離子反應(yīng)為2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，故答案為：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；

(6)向CeT3(有機(jī)層)加入H2SO4獲得較純的含Ce3+的水溶液的原因是混合液中加硫酸導(dǎo)致氫離子濃度增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移動(dòng)，故答案為：混合液中加硫酸導(dǎo)致氫離子濃度增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移動(dòng)；

(7)已知298K時(shí)，Ksp[Ce(OH)3]=1×10-20，為了使溶液中Ce3+沉淀完全，c(OH-)==1×10-5mol/L，由Kw可知c(H+)=1×10-9mol/L，pH=-lgc(H+)=9，故答案為：9；

(8)①FeSO4屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，水解后溶液顯酸性，則FeSO4溶液盛放在酸式滴定管中，故答案為：酸式；

②由表格數(shù)據(jù)可知，第二次為25.30mL，誤差較大應(yīng)舍棄，FeSO4的物質(zhì)的量為0.1000molL-1××0.001L/mL=0.0023mol，根據(jù)電子得失守恒可得關(guān)系式CeO2～FeSO4，由原子守恒可知Ce(OH)4的質(zhì)量為0.0023×208g=0.4784g，則Ce(OH)4產(chǎn)品的純度為×100%=95.68%，故答案為：95.68%；

③改用0.1000molL-1的FeCl2溶液滴定產(chǎn)品從而測(cè)定Ce(OH)4產(chǎn)品的純度，Ce4+有強(qiáng)氧化性，與Cl-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，由電子守恒計(jì)算的Ce(OH)4的物質(zhì)的量及質(zhì)量偏小，則測(cè)定的Ce(OH)4產(chǎn)品的純度偏低，故答案為：偏低。