题目内容
【题目】氢氧化铈[Ce(OH)4]是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备Ce(OH)4的一种工艺流程如下:
已知:在酸性溶液中Ce4+有强氧化性。回答下列问题:
(1) “氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒,其目的是_________________________,化合物CeFCO3 中Ce 的化合价为________________________。
(2)氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO2),其在酸浸时发生反应的离子方程式为__________________________________,酸浸时不宜温度过高的原因是____________________。
(3)已知有机物HT 能将Ce3+从水溶液中萃取出来,该过程可表示为:2 Ce3+ (水层) +6HT (有机层)2CeT3 (有机层) +6H+ (水层)
从平衡移动角度解释: 向CeT3(有机层) 加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是____________________。
(4)Ce(OH)3暴露于空气中时变成紫色,最终变成黄色的Ce(OH)4,该反应的化学方程式为________________________________。
(5)已知298 K 时,Ksp[Ce(OH)3]=1×10-20,为了使溶液中Ce3+沉淀完全,需调节pH为______以上。
【答案】 增大固体与气体的接触面积,增大反应速率;提高原料的利用率 +3 2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3+ +O2↑+4H2O H2O2受热易分解 混合液中加入 H2SO4 使 c(H+)增大,平衡向形成 Ce3+水溶液方向移动 4Ce(OH)3 +O2+2H2O===4Ce(OH)4 9
【解析】本题考查化学工艺流程,(1)矿石粉碎成颗粒,增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率;CeFCO3中CO3显-2价,F显-1价,整体化合价代数和为0,则Ce显+3价;(2)在酸性溶液中Ce4+有强氧化性,过氧化氢遇到强氧化性物质时,表现还原性,被氧化成氧气,因此酸浸时的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;因为过氧化氢不稳定,受热易分解,因此酸浸时温度不能过高,防止H2O2受热分解;(3)根据萃取的过程,加入硫酸,增加c(H+),使平衡向逆反应方向进行;(4)根据信息Ce的化合价由+3价→+4价,化合价升高,应是氧气作氧化剂,反应方程式为:4Ce(OH)3 +O2+2H2O=4Ce(OH)4 ;(5)当离子浓度小于或等于10-5mol·L-1,沉淀完全,根据溶度积的表达式c(OH-)= =10-5mol/l,c(H+)=Kw/c(OH-)=10-9mol·L-1,即pH=9。
【题目】现用0.1000 mol·L-1KMnO4酸性溶液滴定未知浓度的无色H2C2O4溶液,反应离子方程式是:2MnO4-+5H2C2O4+6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O
填空完成问题:
(1)该滴定实验所需的玻璃仪器有______________。(填字母)
A.酸式滴定管B.碱式滴定管 C.量筒 D.锥形瓶 E.铁架台F.滴定管夹G.烧杯H.白纸 I.漏斗
(2)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因___________________________________________。
(3)滴定终点的现象为___________________________________。
(4)若滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则起始读数为________mL,终点读数为________mL。
(5)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:
滴定 次数 | 待测H2C2O4溶液的体积/mL | 0.1000 mol/L KMnO4的体积(mL) | ||
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | 溶液体积/mL | ||
第一次 | 25.00 | 0.00 | 26.11 | 26.11 |
第二次 | 25.00 | 1.56 | 30.30 | 28.74 |
第三次 | 25.00 | 0.22 | 26.31 | 26.09 |
依据上表数据列式计算该H2C2O4溶液的物质的量浓度为_______________。
(6)下列操作中可能使测定结果偏低的是___________(填字母)。
A.酸式滴定管未用标准液润洗就直接注入KMnO4标准液
B.滴定前盛放草酸溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡,滴定后有气泡
D.读取KMnO4标准液时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数