题目内容

【题目】科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示,用Cu-Si合金作硅源,在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼,下列说法正确的是(

A.电子由液态Cu-Si合金流出,流入液态铝电极

B.三层液熔盐的作用是使电子能够在三层间自由流动

C.在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化,Si4+优先于Cu2+被还原

D.液态铝电极与正极相连,作为电解池的阳极

【答案】A

【解析】

由图可知该装置为电解池,Si4在液态铝电极得电子转化成Si,因此液态铝电极为阴极,连接电源负极,CuSi合金所在电极为阳极,与电源正极相连,三层液熔盐在电解槽中充当电解质,可以供离子自由移动,并增大电解反应面积,提高硅沉积效率,据此分析;

由图可知该装置为电解池,Si4在液态铝电极得电子转化成Si,因此液态铝电极为阴极,连接电源负极,CuSi合金所在电极为阳极,与电源正极相连,三层液熔盐在电解槽中充当电解质,可以供离子自由移动,并增大电解反应面积,提高硅沉积效率,

A、根据上述分析,液态铝为阴极,连接电源负极,电子流入液态铝,液态CuSi合金为阳极,电子由液态CuSi合金流出,故A正确;

B、根据装置图,三层液熔盐中没有电子通过,三层液熔盐的作用是可以有效的增大电解反应的面积,使单质硅高效的在液态铝电极上沉积,故B错误;

C、由图可知,电解池的阳极上Si失电子转化Si4,阴极反应Si4得电子转化为Si,因此Si优先于Cu被氧化,故C错误;

D、根据上述分析,液态铝电极为阴极,连接电源负极,故D错误;

答案为A

练习册系列答案
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【题目】稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈等稀土元素的重要矿物原料。氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下:

已知:i.铈的常见化合价为+3+4。焙烧后铈元素转化成CeO2CeF4。四价铈不易进入溶液,而三价稀土元素易进入溶液。

ii.酸浸II中发生反应:9CeO2+3CeF4+45HCl+3H3BO3=Ce(BF4)3↓+11CeCl3+6Cl2↑+27H2O

请回答下列问题:

1)①焙烧氟碳铈矿的目的是_______

②焙烧后产生的CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生着CeO2CeO2(1-x)+xO2的循环。写出CeO2消除CO尾气的化学方程式:________

2)在酸浸I中用盐酸浸出时,有少量铈进入滤液,且产生黄绿色气体。少量铈进入稀土溶液发生反应的离子方程式是________

3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是______

4)操作I的名称为_______,在实验室中进行操作II时所需要的硅酸盐仪器有_______

5操作I”后,向溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,以获得Ce(OH)3沉淀,常温下加入NaOH调节溶液的pH应大于________即可认为Ce3+已完全沉淀。(已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20)

6)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品5.000g,加酸溶解后,向其中加入含0.03300mol FeSO4FeSO4溶液使Ce4+全部被还原成Ce3+,再用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点时,消耗20.00mL标准溶液。则该产品中Ce(OH)4的质量分数为______(已知氧化性:Ce4+KMnO4Ce(OH)4的相对分子质量为208,保留3位有效数字)

7)在酸性条件下电解Ce2O3制备Ce(SO4)2(如下图),阳极电极反应式_______

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