题目内容
【题目】平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2)。利用废玻璃粉末可以制取多种化工产品。设计流程如下:
查阅资料可知:
①CeO2性质:淡黄或黄褐色粉末，不溶于水和碱，微溶于酸;有强氧化性。
②Ce3+在碱金属碳酸盐溶液中生成难溶的碳酸复盐Ce2(CO3):Na2CO3·2H2O。
③常温时两种沉淀物的溶度积见表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Ce(OH)3 |
Ksp | 4.0×10-38 | 1.5×10-20 |
回答下列问题:
(1)过程①分离操作中用到的玻璃仪器有_______________________________。
(2)过程④中发生反应的离子方程式为_________________________________，过程⑥中发生的化学反应方程式为__________________________________。
(3)产品I是一种新型、绿色的多功能净水剂，集氧化、灭菌、消毒、吸附、絮凝、沉淀等性能为一体。净水过程中，Na2FeO4 起到吸附、絮凝作用的原理是_________________。
(4)工业上也可用电解浓NaOH溶液制备产品I。用铁做电极，写出电解时阳极发生的电极反应方程式_________________。
(5)沉淀过程中，当某种离子浓度降至10—5 mol·L-1时，可认为此离子完全沉淀。过程②中Fe3+沉淀完全时溶液的pH=_____ (已知 lg2=0.3)。
(6)写出产品III的一种用途______________________________________。
【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒 2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋4H2O＋O2↑ 2[Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O]+O2
4CeO2+2Na2CO3+6CO2↑+4H2O 净水过程中，FeO42－被还原成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，起到吸附、絮凝作用 Fe－6e－+8OH－=FeO42－+4H2O 3.2 建筑行业的黏合剂（特殊用途的木材、纺织品的耐腐蚀剂、阻燃剂）
【解析】
由流程可知，向废玻璃粉末中加入稀盐酸，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁，二氧化硅与稀盐酸不反应，二氧化铈部分与盐酸反应，则过滤后滤渣A为二氧化硅和二氧化铈，滤液A为氯化铁和氯化铈的混合液；调节滤液A的pH，氯化铁转化为氢氧化铁沉淀，则过滤后滤渣B为氢氧化铁，滤液B为含有四氯化铈的溶液；碱性条件下，氢氧化铁与次氯酸钠发生氧化还原反应生成产品Ⅰ高铁酸钠；在酸性条件下，滤渣A中二氧化铈和滤液B中四氯化铈与双氧水发生氧化还原反应生成Ce3＋，二氧化硅不反应，则过滤后得到含有Ce3＋的滤液，滤渣C为二氧化硅；向含有Ce3＋的滤液中加入浓碳酸钠溶液，反应生成Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O，Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O在空气中煅烧生成产品Ⅱ二氧化铈；向滤渣C中加入氢氧化钠溶液，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成产品Ⅲ硅酸钠。
（1）过程①的分离操作为过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）过程④发生的反应为酸性条件下，二氧化铈与双氧水发生氧化还原反应生成Ce3＋，反应中铈元素化合价降低被还原，二氧化铈做氧化剂，双氧水做还原剂，反应的离子方程式为2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋4H2O＋O2↑；过程⑥发生的反应为Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O在空气中煅烧生成二氧化铈，反应中铈元素化合价升高被氧化，空气中氧气做反应的氧化剂，反应的化学方程式为2[Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O]+O2
4CeO2+2Na2CO3+6CO2↑+4H2O，故答案为：2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋4H2O＋O2↑；2[Ce2(CO3)3·Na2CO3·2H2O]+O24CeO2+2Na2CO3+6CO2↑+4H2O；
（3）Na2FeO4中铁元素为+6价，具有强氧化性，净水过程中，FeO42－被细菌还原成Fe3+，达到杀菌消毒的作用，反应生成的Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有很大的表面积，能够吸附水中悬浮杂质，起到吸附、絮凝作用，达到净水的目的，故答案为：净水过程中，FeO42－被还原成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，起到吸附、絮凝作用；
（4）工业上也可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4时，阳极上铁失电子发生氧化反应生成FeO42－，电极反应式为Fe－6e－+8OH－=FeO42－+4H2O，故答案为：Fe－6e－+8OH－=FeO42－+4H2O；
（5）Fe(OH)3的Ksp=c（Fe3+）c3（OH－）=4.0×10-38，Fe3+沉淀完全时溶液中c（OH－）=
mol/ L，则溶液的pH=14—11+
×lg2=3.2，故答案为：3.2；
（6）产品Ⅲ为硅酸钠，硅酸钠溶液常用作建筑行业的黏合剂，特殊用途的木材、纺织品的耐腐蚀剂、阻燃剂等，故答案为：建筑行业的黏合剂（特殊用途的木材、纺织品的耐腐蚀剂、阻燃剂
【题目】已知：相关物质的溶度积常数见下表：
物质 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | CuCl | CuI |
Ksp | 2.2×10-20 | 2.6×10-39 | 1.7×10-7 | 1.3×10-12 |
现有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2，为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,按如图步骤进行提纯：
（1）最适合作氧化剂X的是_________（填字母），加入X的目的是______________。
A．K2Cr2O7B．NaClO C．H2O2D．KMnO4
加入的物质Y是____________（填化学式），调至溶液pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝__________。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2·2H2O晶体。
（2）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I－发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。(I2＋2S2O32-= S4O62-＋2I－)
①可选用___________作滴定指示剂。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为_______________。