题目内容
【题目】铈是地壳中丰度最高的稀土元素,可用作催化剂、合金添加剂,也可用于医药、制革、玻璃、纺织等工业。氟碳铈矿的主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈的重要矿物原料。氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种,其中一种提取铈的工艺流程如下图所示。
已知:焙烧后烧渣中含+4价的铈及十3价的其他稀土氟化物和氧化物。
请回答下列问题:
(1)CeFCO3中Ce元素的化合价为______。
(2)“焙烧”前将矿石粉碎成细颗粒的目的是___________________________________________。
(3)“酸浸I”步骤中CeO2转化为Ce3+,且产生黄绿色气体,该过程的离子方程式为___________________。
(4)“酸浸1”步骤中CeF4转化为难溶物Ce(BF4)3,加入可溶性钾盐的目的是__________________。
(5)“操作I”后,向溶液中加入NaOH溶液,调节溶液pH可获得Ce(OH)3沉淀,利用pH试纸测定溶液pH值的实验操作是__________________________________。当溶液中离子浓度小于1×10-6mol/L时视为沉淀完全,常温下,加入NaOH调节溶液的pH应大于____[已知Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21,1g2=0.3]。
(6)写出“氧化”步骤的化学方程式:_________________________________________。
【答案】 +3 增大固体与空气的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率 2CeO2+2Cl-+8H+=2Ce3++Cl2↑+4H2O 避免十3价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失 取一张pH试纸放在干燥洁净的表面皿上,用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央,然后与标准比色卡对照 9.3 2Ce(OH)3+NaClO+H2O==2Ce(OH)4+NaCl
【解析】(1)化合物中各元素化合价之和为0,CeFCO3中Ce的化合价为x,则x+(-1)+(+4)+(-2)×3=0,x=+3;答案为: +3
(2)对于固体参加的反应来说,固体表面积越大,反应速率越大,“焙烧”前将矿石粉碎成细颗粒可增大固体表面积;答案为:增大固体与空气的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率
(3)在生产过程中,酸浸I中会产生大量黄绿色气体,说明Ce4+ 离子具有强氧化性,可将Cl- 氧化为Cl2 ,离子方程式为:2CeO2+2Cl-+8H+=2Ce3++Cl2↑+4H2O;答案为:2CeO2+2Cl-+8H+=2Ce3++Cl2↑+4H2O;
(4)+3价铈容易生成难溶物Ce(BF4)3,加入可溶性钾盐可避免+3价铈生成Ce(BF4)3难溶物,从而减少Ce元素的损耗;答案为:避免+3价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失.
(5)实验室测定PH的方法是撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上,用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央,然后与标准比色卡对比;当溶液中离子浓度小于时视为沉淀完全,结合溶度积常数计算氢氧根离子浓度
,
,得到溶液
,答案为:取一张pH试纸放在干燥洁净的表面皿上,用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央,然后与标准比色卡对照 ;9.3.
(6)NaClO将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4,其中NaCl为还原产物,答案为:2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】I.某化学反应中,反应混合物A、B、C的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如下表所示:
初始 | 2 min | 4 min | 6 min | |
c(A)/mol·L-1 | 1.45 | 1.28 | 1.00 | 1.00 |
c(B)/mol·L-1 | 0.38 | 0.72 | 1.28 | 1.28 |
c(C)/mol·L-1 | 0.095 | 0.18 | 0.32 | 0.32 |
(1) 该反应的化学方程式为 __________________________________
(2)4 min末A的转化率约为______________
II.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示:
实验编号 | 锌的形态 | 反应温度/℃ | 收集100 mL氢气所需时间/s |
Ⅰ | 薄片 | 15 | 200 |
Ⅱ | 薄片 | 25 | 90 |
Ⅲ | 粉末 | 25 | 10 |
(3)该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(4)实验Ⅰ和Ⅱ表明________,化学反应速率越大。
(5)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是________和________。
(6)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响:___________________。