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【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 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CeT3(有机层) 加入H2SO4获得较纯的含Ce3+的水溶液的原因是____________________

4Ce(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______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;CeFCO3CO3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2CeO2H2O26H=2Ce3O24H2O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105mol·L1,沉淀完全,根据溶度积的表达式c(OH)= =105mol/lc(H)=Kw/c(OH)=109mol·L1,即pH=9

练习册系列答案
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【题目】正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH22O+H2O,反应物和产物的相关数据如下表:

①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。

②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。

③分离提纯:待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。

④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。

⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11g。请回答:

1步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为:应先加

2加热A前,需先从 填“a”或“b”口向B中通入水。

3步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应 填“上”或“下”口倒出。

4步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 填选项字母左右的馏分。

A100℃ B117℃ C135℃ D142℃

5反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为 ,下层液体的主要成分为

6本实验中,正丁醚的产率为 精确到1%

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