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
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.海帶中含有豐富的碘.為了從海帶中提取碘,某研究性學習小組設計并進行了以下實驗:

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.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

18.通過海水晾曬可得粗鹽,粗鹽除NaCl外,還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質.以下是制備精鹽的實驗方案,各步操作流程如下:

(1)第②步操作的目的是除去粗鹽中的SO42-(填離子符號),寫出發(fā)生反應的離子方程式Ba2++SO42-═BaSO4
(2)第④步中所用試劑的化學式為Na2CO3
(3)第③步的化學方程式為MgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaCl
(4)第⑤步“過濾”操作中得到沉淀的成分有:泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3(填化學式).
(5)要完成第 ⑦步操作,應進行中下列哪步操作?AB
A.蒸發(fā)結晶   B.過濾     C.蒸餾     D.萃取分液.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.在一定溫度下,向一個容積固定的密閉真空容器中充入2molX氣體,發(fā)生反應X(g)?Y(g)+Z(g),使反應達到平衡,這時容器中的混合氣體中X氣體的體積分數(shù)是a%.若在同一容器中,最初放入的是1molY和1molZ的混合氣體,并在相同的溫度下使反應達到平衡,這時混合氣體中X 氣體所占的體積分欲是b%.則a和b的關系是( 。
A.a>bB.a=bC.a<bD.2a=b

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.下列說法正確的是(  )
A.伴有能量變化的物質變化都是化學變化
B.吸熱反應一定需要加熱才能發(fā)生
C.凡是放熱反應的發(fā)生均無需加熱
D.物質發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

12.姜黃素具有抗突變和預防腫瘤的作用,其合成路線如下:
已知:Ⅰ.1molG最多能消耗Na、NaOH、NaHCO3的物質的量分別為3mol、2mol、1mol.
$\stackrel{一定條件}{→}$+H2O
Ⅱ.
R1-CHO+$→_{△}^{NaOH(aq)}$+H2O
Ⅲ.
(R1、R2、R3為烴基或氫原子)

請回答下列問題:
(1)B→C的反應類型是取代反應
(2)C→D的化學反應方程式是HOCH2CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$OHC-CHO+2H2O.
(3)E的核磁共振氫譜中有兩個峰,E含有的官能團名稱是醛基、羧基.E→G的化學方程式是
(4)下列有關香蘭醛的敘述不正確的是ac.
a.香蘭醛能與NaHCO3溶液反應
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
d.香蘭醛與FeCl3溶液呈紫色
(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:
①苯環(huán)上的一硝基取代物有2種
②1mol該物質水解,最多消耗3molNaOH
(6)姜黃素的分子中有兩個甲基,其結構簡式為

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.某溫度下,體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應X(g)+Y(g)?Z(g)+W(s)△H>0.下列敘述中,正確的是(  )
A.加入少量W,逆反應速率增大
B.當容器中氣體壓強不變時,反應達到平衡
C.升高溫度,平衡逆向移動
D.改變條件,又達新平衡,此時上述反應的平衡常數(shù)K值一定增大

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.下列過程中△H小于零的是(  )
A.氯酸鉀分解制氧氣B.氯化銨分解得氨氣
C.碳酸鈣分解得二氧化碳D.實驗室制備氫氣

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.下列化學反應的離子方程式書寫正確的是( 。
A.濃鹽酸與鐵屑反應:2Fe+6H+═2Fe3++3H2
B.NaHCO3溶液與稀H2SO4反應:CO32-+2H+═H2O+CO2
C.向氫氧化銅中滴加稀鹽酸:Cu(OH)2+2H+═Cu2++2H2O
D.鋅粒與稀醋酸反應:Zn+2H+═Zn2++H2

查看答案和解析>>

同步練習冊答案