题目内容

【题目】【2016届临沂一模】工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下:

请回答下列问题:

(1)CeCO3F中,Ce元素的化合价为 。

(2)酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式: 。

(3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是 。

(4)溶液中的C(Ce3+)等于1×10-5mol.l-1,可认为Ce3+沉淀完全,此时溶液的pH为 。

(已知KSP[Ce(OH)3]=1×10-20)

(5)加热CeCl3 .6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3 ,其中NH4Cl的作用是____________。

(6)准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中,加入适量过硫酸铵溶液将Ce3+氧化为Ce4+,然后用0.1000mol.l-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗25.00ml标准溶液。(已知:Fe2++Ce4+=Ce3++Fe3+)

①该样品中CeCl3的质量分数为 。

②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,测得该CeCl3样品的质量分数 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

【答案】(1)+3 (1分)(2)H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑(2分,化学式写错、不配不得分,写化学方程式不得分)

(3)避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4-或提高CeCl3的产率

(2分,合理答案均得分)(4)9(2分)

(5)NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解(2分,合理答案均得分)

(6)①82.2%或82.17% (2分) ②偏大(2分)

【解析】

试题分析:(1)CeCO3F中,CO32-是负二价,氟是负一价,则Ce元素的化合价为+3价;

(2)稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑;

(3)避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失,应向Ce(BF4)3中加入KCl溶液;

(4)溶液中的c(Ce3+)等于1×10-5mol.l-1,可认为Ce3+沉淀完全,则KSP[Ce(OH)3]=1×10-20= c(Ce3+)c3(OH-)=1×10-5×c3(OH-),c(OH-)=10-5 mol·L-1,则c(H+)=10-9 mol·L-1,此时溶液的PH为9;

(5)加热CeCl3·6H2O得到无水CeCl3 ,加入了NH4Cl固体,因为NH4Cl固体受热分解产生HCl,可抑制CeCl3水解;

(6)①根据反应Fe2++Ce4+= Ce3++Fe3+及Fe2+的物质的量0.025×0.1=0.0025mol,得Ce3+的物质的量是0.0025mol,则样品中CeCl3的质量分数为(0.0025×246.5/0.75)×100%=82.2%;

②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,亚铁离子有可能被氧化,将会导致标准液体积偏大,CeCl3样品的质量分数将偏大。

练习册系列答案
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步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。

步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。

步骤3 反应完毕后恢复至常温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。

步骤4 室温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。

已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。

②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5

请回答:

(1)仪器A的名称是____________。

实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是___________。

(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是___________。

(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是___________。

(4)有关步骤4的说法,正确的是___________。

A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B.洗涤晶体可选用0℃的苯

C.加热至160℃的主要目的是除去苯D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴

(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:

Mg2++ Y4-====Mg Y2-

①滴定前润洗滴定管的操作方法是__________。

②测定时,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________________________(以质量分数表示)。

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