题目内容
【题目】稀土元素(铈等金属)是重要的战略资源,在工业中有重要的应用,我国著名的化学家徐光宪因建立了稀土串级萃取理论,被誉为“中国稀土之父”。
(1)完成并配平下列反应的离子方程式:______Ce3+______H2O2+______H2O→______Ce(OH)4↓+____________。
(2)氧的原子核外共有______个电子亚层,H2O 的空间构型为______;
(3)若反应中有 52g Ce(OH)4 生成,则转移电子的数目为______;
(4)实验室中进行萃取实验时,除玻璃棒、烧杯之外,还需要的玻璃仪器名称______;
(5)取上述反应得到的 Ce(OH)4 样品 0.500g,加硫酸溶解后,用 0.100molL-1 FeSO4 标准溶液滴定至终点时(铈被还原为 Ce3+),消耗 20.00 mL 标准溶液。该样品中 Ce(OH)4的质量分数为______。
【答案】2 1 6 2 6H+ 3 折线型(V型) 0.25NA 分液漏斗 83.2%
【解析】
(1)该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价,则Ce3+是还原剂,双氧水是氧化剂,得电子化合价降低,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式;
(2)根据氧原子核外电子排布式分析;根据水中O原子的杂化分析;
(3)根据化合价变化计算得每生成52g Ce(OH)4,转移电子的物质的量;
(4)实验室中进行萃取实验时,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、分液漏斗;
(5)根据电子守恒建立关系式:Ce(OH)4~FeSO4,然后进行计算求出Ce(OH)4的质量,最后求出质量分数。
(1)该反应中Ce元素化合价由+3价变为+4价,则Ce3+是还原剂,双氧水是氧化剂,得电子化合价降低,则O元素化合价由-1价变为-2价,转移电子数为2,根据电荷守恒知未知微粒是氢离子,根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为2Ce3++H2O2+6H2O=2Ce(OH)4↓+6H+,故答案为:2、1、6、2、6H+;
(2)O为8号元素,其核外电子排布式为1s22s22p4,所以其核外电子排布在3种不同能量的电子亚层上;H2O中O原子形成2个σ键,有2对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,O-H之间的键角小于109°28′,所以H2O分子空间构型是折线型 (V 型),故答案为:3;折线型 (V 型);
(3)根据化合价变化得每生成52g Ce(OH)4,转移电子的物质的量为=×(4-3)=0.25mol,故答案为:0.25NA;
(4)实验室中进行萃取实验时,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(5)滴定反应为:Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+,则Ce(OH)4的物质的量为0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol,故该产品中Ce(OH)4的质量分数为=83.2%,故答案为:83.2%。
【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_______________。