题目内容

7．以某工业废玻璃粉末（主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2）为原料回收氧化铝和制备氢氧化铈[Ce（OH）4]．
已知：CeO2是一种重要的稀土氧化物，不溶于水与稀硫酸；酸性条件下，Ce4+有较强氧化性．
实验流程如下：

I．回收氧化铝
（1）滤液A中含有的金属阳离子是Fe3+Al3+（填离子符号）；滤渣B的主要成分是Fe（OH）3．
（2）写出滤液A中含有的某金属阳离子与过量氢氧化钠溶液反应得到滤液B的离子方程式Al3++4OH-=[Al（OH）4]-．
（3）试剂a是D（填序号）．
A．NaOH溶液      B．氨水      C．稀硫酸      D．二氧化碳
Ⅱ．制备氢氧化铈
取上述实验流程中所得滤渣A 10.0g继续进行实验

（4）反应①的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O．
（5）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物HT作为萃取剂能将Ce4+从水溶液中萃取出来，HT不能（填“能”或“不能”）与水互溶．实验室进行萃取操作用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等．
（6）取上述流程中得到的全部Ce（OH）4产品加硫酸溶解后，与0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液反应（发生反应的离子方程式为Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+），消耗25.00mL标准溶液，则滤渣A中Ce元素的质量分数为3.50%．

分析 工业废玻璃粉末（主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2）为原料回收氧化铝和制备氢氧化铈[Ce（OH）4]，CeO2是一种重要的稀土氧化物，不溶于水与稀硫酸，加入稀硫酸溶解过滤洗涤得到滤渣A含SiO2、CeO2，滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，滤液A中加入过量氢氧化钠溶解过滤得到滤渣为氢氧化铁，滤液B为偏铝酸钠和硫酸钠，溶于过量试剂a为二氧化碳和偏铝酸钠溶于反应生成滤渣C为氢氧化铝沉淀，受热分解得到氧化铝，
I．回收氧化铝
（1）滤液A中含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液；滤渣B为氢氧化铁沉淀；
（2）滤液A中含有的金属阳离子与过量氢氧化钠溶液反应得到滤液B是铝离子反应生成偏铝酸盐；
（3）氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱，偏铝酸盐溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀；
Ⅱ．制备氢氧化铈
（4）加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+；
（5）根据萃取剂与水不互溶的原则来回答，根据萃取实验的仪器：分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等来回答；
（6）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的物质的量，得到铈元素物质的量计算得到质量分数；

解答 解：工业废玻璃粉末（主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2）为原料回收氧化铝和制备氢氧化铈[Ce（OH）4]，CeO2是一种重要的稀土氧化物，不溶于水与稀硫酸，加入稀硫酸溶解过滤洗涤得到滤渣A含SiO2、CeO2，滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，滤液A中加入过量氢氧化钠溶解过滤得到滤渣为氢氧化铁，滤液B为偏铝酸钠和硫酸钠，溶于过量试剂a为二氧化碳和偏铝酸钠溶于反应生成滤渣C为氢氧化铝沉淀，受热分解得到氧化铝，
I．回收氧化铝
（1）滤液A中含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液，滤液A中含有的金属阳离子是Fe3+Al3+，滤渣B主要成分为氢氧化铁沉淀，Fe（OH）3，
故答案为：Fe3+Al3+；Fe（OH）3；
（2）滤液A中含有的金属阳离子与过量氢氧化钠溶液反应得到滤液B是铝离子反应生成偏铝酸盐，反应的离子方程式为：Al3++4OH-=[Al（OH）4]-，
故答案为：Al3++4OH-=[Al（OH）4]-；
（3）氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱，偏铝酸盐溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，选D，
故答案为：D；
Ⅱ．制备氢氧化铈
（4）加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+，反应为稀硫酸、H2O2，CeO2三者反应生成转化为Ce2（SO4）3、O2和H2O，反应的离子方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，
故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；
（5）化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，所以TBP不能与水互溶，实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有：分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等，
故答案为：不能；分液漏斗；
（6）取上述流程中得到的全部Ce（OH）4产品加硫酸溶解后，与0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液反应（发生反应的离子方程式为Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+），消耗25.00mL标准溶液    Ce（OH）4 ～FeSO4
    0.0025mol   0.1000mol/L-1×0.025L
所以n（Ce（OH）4）=n（Ce）=0.0025mol，
则滤渣A中Ce元素的质量分数=$\frac{0.0025mol×140g/mol}{10.0g}$×100%=3.50%
故答案为：90.04%；Fe（OH）3（2分）（或氢氧化铁）
故答案为：3.50%；

点评 本题以工艺流程为基础，考察化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、氧化还原反应等相关知识，注意流程分析和实验基本操作的应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．海带中含有丰富的碘．为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

请填写下列空白：
（1）步骤③的实验操作名称是过滤；实验所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
（2）步骤⑤实验操作名称是萃取，在实验室中，该实验在分液漏斗中进行，使用该仪器的第一步操作是检验是否漏水．
（3）步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是蒸馏．
（4）请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：加入淀粉试液，若变蓝色，说明有碘．
18．通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质．以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下：

（1）第②步操作的目的是除去粗盐中的SO42-（填离子符号），写出发生反应的离子方程式Ba2++SO42-═BaSO4↓
（2）第④步中所用试剂的化学式为Na2CO3．
（3）第③步的化学方程式为MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl
（4）第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO4、Mg（OH）2、BaCO3（填化学式）．
（5）要完成第 ⑦步操作，应进行中下列哪步操作？AB
A．蒸发结晶   B．过滤     C．蒸馏     D．萃取分液．
15．在一定温度下，向一个容积固定的密闭真空容器中充入2molX气体，发生反应X（g）?Y（g）+Z（g），使反应达到平衡，这时容器中的混合气体中X气体的体积分数是a%．若在同一容器中，最初放入的是1molY和1molZ的混合气体，并在相同的温度下使反应达到平衡，这时混合气体中X 气体所占的体积分欲是b%．则a和b的关系是（　　）
A．a＞bB．a=bC．a＜bD．2a=b
2．下列说法正确的是（　　）
A．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
B．吸热反应一定需要加热才能发生
C．凡是放热反应的发生均无需加热
D．物质发生化学反应都伴随着能量变化
12．姜黄素具有抗突变和预防肿瘤的作用，其合成路线如下：
已知：Ⅰ．1molG最多能消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量分别为3mol、2mol、1mol．
$\stackrel{一定条件}{→}$+H2O
Ⅱ．
R1-CHO+$→_{△}^{NaOH（aq）}$+H2O
Ⅲ．
（R1、R2、R3为烃基或氢原子）

请回答下列问题：
（1）B→C的反应类型是取代反应
（2）C→D的化学反应方程式是HOCH2CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$OHC-CHO+2H2O．
（3）E的核磁共振氢谱中有两个峰，E含有的官能团名称是醛基、羧基．E→G的化学方程式是．
（4）下列有关香兰醛的叙述不正确的是ac．
a．香兰醛能与NaHCO3溶液反应
b．香兰醛能与浓溴水发生发生取代反应
c．1mol香兰醛最多能与3molH2发生加成反应
d．香兰醛与FeCl3溶液呈紫色
（5）写出一种符合下列条件的香兰醛的同分异构体地结构简式：
①苯环上的一硝基取代物有2种
②1mol该物质水解，最多消耗3molNaOH
（6）姜黄素的分子中有两个甲基，其结构简式为．
19．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应X（g）+Y（g）?Z（g）+W（s）△H＞0．下列叙述中，正确的是（　　）
A．加入少量W，逆反应速率增大
B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡
C．升高温度，平衡逆向移动
D．改变条件，又达新平衡，此时上述反应的平衡常数K值一定增大
16．下列过程中△H小于零的是（　　）
A．氯酸钾分解制氧气B．氯化铵分解得氨气
C．碳酸钙分解得二氧化碳D．实验室制备氢气
17．下列化学反应的离子方程式书写正确的是（　　）
A．浓盐酸与铁屑反应：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑
B．NaHCO3溶液与稀H2SO4反应：CO32-+2H+═H2O+CO2↑
C．向氢氧化铜中滴加稀盐酸：Cu（OH）2+2H+═Cu2++2H2O
D．锌粒与稀醋酸反应：Zn+2H+═Zn2++H2↑

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