二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物.平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)).某課題以此粉末為原料,資源回收的工藝流程如下:
精英家教網(wǎng)
(1)寫出第①步反應(yīng)的離子方程式
 

(2)洗滌濾渣B的目的是為了除去
 
(填離子符號),檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是
 

(3)寫出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

(4)制備綠礬(FeSO4?7H2O)時(shí),向Fe2(SO43溶液中加入過量鐵屑,充分反應(yīng)后,經(jīng)過濾得到FeSO4溶液,再經(jīng)
 
、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到綠礬.
(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%)1.0g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(diǎn)(鈰被還原成Ce3+),則需準(zhǔn)確滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為
 
mL.(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位Ce-140)
(6)寫出第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
分析:第①步反應(yīng)廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后過濾,得到濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2;濾渣A(Fe2O3、CeO2)加稀硫酸后過濾得濾液B是硫酸鐵溶液,濾渣B的成分是CeO2;第③步反應(yīng)CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+和O2;第④步反應(yīng)Ce3+加堿生成Ce(OH)3懸濁液;第⑤步反應(yīng)Ce(OH)3懸濁液被氧化生成Ce(OH)4
(1)根據(jù)廢玻璃粉末的成分(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)),可知能與氫氧化鈉反應(yīng)的只有二氧化硅.其離子方程式為SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(2)經(jīng)分析濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2;第②步反應(yīng)Fe2O3與稀硫酸作用生成Fe2(SO43,洗滌濾渣B的目的顯然是為了除去 Fe3+,檢驗(yàn)鐵離子是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈;否則未洗凈;
(3)第③步反應(yīng)CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+,Ce元素由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià),被還原;則H2O2應(yīng)被氧化生成O2,然后配平得出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(4)綠礬(FeSO4?7H2O)是結(jié)晶水合物,固體加熱易分解;故由FeSO4溶液制備綠礬(FeSO4?7H2O)時(shí),應(yīng)經(jīng) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到;
(5)由已知條件:取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%)1.0g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(diǎn),鈰被還原成Ce3+)則Fe2+,被氧化為Fe3+,根據(jù)守恒列式計(jì)算可得需準(zhǔn)確滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積;
(6)第⑤步反應(yīng)Ce(OH)3懸濁液被氧化生成Ce(OH)4
解答:解:(1)根據(jù)廢玻璃粉末的成分(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)),可知能與氫氧化鈉反應(yīng)的是二氧化硅,其離子方程式為SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,
故答案為:SiO2+2OH-═SiO32-+H2O;
(2)經(jīng)分析濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2;第②步反應(yīng)Fe2O3與稀硫酸作用生成Fe2(SO43,洗滌濾渣B的目的顯然是為了除去 Fe3+,檢驗(yàn)鐵離子是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈;否則未洗凈,
故答案為:Fe3+;取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈;否則未洗凈;
(3)第③步反應(yīng)CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+,Ce元素由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià),被還原;則H2O2應(yīng)被氧化生成O2,然后配平得出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式 2CeO2+H2O2+3H2SO4═2Ce2(SO43+O2↑+4H2O,
故答案為:2CeO2+H2O2+3H2SO4═2Ce2(SO43+O2↑+4H2O;
(4)綠礬(FeSO4?7H2O)是結(jié)晶水合物,固體加熱易分解;故由FeSO4溶液制備綠礬(FeSO4?7H2O)時(shí),應(yīng)經(jīng) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到,
故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(5)由已知條件:取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%)1.0g,加硫酸溶解后得Ce4+,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(diǎn),鈰被還原成Ce3+,則Fe2+被氧化為Fe3+,根據(jù)守恒列式n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)=
1.0g×97%
208g/mol
=0.004663mol,可得需準(zhǔn)確滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積=
0.004663mol
0.1000mol/L
=0.04663L=46.63mL,
故答案為:46.63;
(6)第⑤步反應(yīng)Ce(OH)3懸濁液被空氣中的氧氣氧化生成Ce(OH)4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Ce(OH)3+O2+2H2O═4Ce(OH)4,
故答案為:4Ce(OH)3+O2+2H2O═4Ce(OH)4
點(diǎn)評:本題以工藝流程為基礎(chǔ),考查了化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、元素及化合物知識、化學(xué)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識,題目難度中等.
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:

(2013?安徽)二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物.平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)).某課題組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)洗滌濾渣A的目的是為了除去
Fe3+
Fe3+
   (填離子符號),檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是
取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,反之,未洗凈
取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,反之,未洗凈

(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是
3H2SO4+H2O2+2CeO2=Ce2(SO43+O2 ↑+4H2O
3H2SO4+H2O2+2CeO2=Ce2(SO43+O2 ↑+4H2O
,濾渣B的主要成分是
SiO2
SiO2

(3)萃取是分離稀土元素的常用方法.已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,TBP
不能
不能
   (填“能”或“不能”)與水互溶.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等.
(4)取上述流程中得到了Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3+),消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液.該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO.其過程如下:
精英家教網(wǎng)
下列說法不正確的是( 。
A、該過程中CeO2沒有消耗B、該過程實(shí)現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化C、右圖中△H1=△H2+△H3精英家教網(wǎng)D、以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO+4OH--2e-═CO32-+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變成H2、CO.其過程如下:
mCeO2
太陽能
(m-x)CeO2?xCe+xO2
(m-x)CeO2?xCe+xH2O+xCO2
900℃
mCeO2+xH2+xCO
下列說法不正確的是( 。
A、該過程中CeO2沒有消耗
B、該過程實(shí)現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化
C、圖中△H1=△H2+△H3
D、以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年湖北省孝感市三年級第一次統(tǒng)一考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì))。某課題以此粉末為原料,資源回收的工藝流程如下:

(1)寫出第①步反應(yīng)的離子方程式                                    。

(2)洗滌濾渣B的目的是為了除去____(填離子符號),檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是             。

(3)寫出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。

(4)制備綠礬(FeSO4·7H2O)時(shí),向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵屑,充分反應(yīng)后,經(jīng)過濾得到FeSO4溶液,再經(jīng)         、        、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到綠礬。

(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%)1.0g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(diǎn)(鈰被還原成Ce3+),則需準(zhǔn)確滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為        mL。  

 

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