铈(Ce)是种重要的稀土元素。以富含CeO2的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3以及其他少量可溶于稀酸的杂质)为原料,采用多种方法回收铈。请回答下列问题:
已知:CeO2不溶于稀盐酸,也不溶于NaOH溶液。
⑴滤渣的成分是________,反应②的离子方程式是________。
⑵干法空气氧化法回收铈是把Ce(OH)3被空气氧化成Ce(OH)4,氧化过程中发生的化学反应方程式为________。两种制备Ce(OH)4的数据如下表:
干法空气氧化法 | 氧化温度 | 氧化率 | 氧化时间 |
暴露空气中 | 110~120 | 90 | 18 |
在对流空气氧化炉中 | 110~120 | 99 | 8 |
在对流空气氧化炉中大大缩短氧化时间的原因是________。
⑶利用电解方法也可以实现铈的回收。
①在酸性条件下电解Ce2O3(如图):阳极电极反应式为________,离子交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②电解产物Ce(SO4)2是重要的氧化剂,将其配成标准溶液,在酸性条件下能测定工业盐中NaNO2的含量,写出发生反应的离子方程式________。
Mn3O4是一种高性能结构材料,可由含钙镁离子的硫酸锰浸出液为原料制备。其工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
⑴四氧化三锰(Mn3O4)中锰元素的化合价有+2价和+3价,其化学式可改写为________(选项字母)。
A. MnO∙ Mn2O3 B. 2MnO∙ MnO2 C. Mn2O∙ Mn2O3 D. MnO∙ MnO2
⑵是P2O4密度小于水的无色液体,用P2O4萃取碘水中的碘,振荡、静置后的现象为________。
⑶写出由Mn(OH)2制备Mn3O4的化学方程式:________。
⑷通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,沉淀完全。若要除去Ca2+、Mg2+,则残留液中c(F-)应不小于_______ mol·L-1,=________[已知:Ksp(CaF2) = 2.7×10-11,Ksp(MgF2) =6.5×10-9,,;保留三位有效数字]。
⑸可由“水相”制备高纯度单质锰,装置如图所示:
①装置中采用________填“阴离子”或“阳离子”交换膜。
②写出该电解反应的化学方程式:________。
硫酸锰是一种植物合成叶绿素的催化剂,也可用于制备多种含锰物质。
回答下列问题:
⑴工业上可用惰性电极电解MnSO4溶液的方法制备MnO2,其阳极的电极反应式为________。
⑵我国普遍采用两矿加酸法制备MnSO4。两矿指软锰矿(主要成分MnO2,含少量Al2O3和SiO2)、黄铁矿(FeS2)。生产MnSO4的工艺流程如下:
①软锰矿和黄铁矿需按一定比例混合,若黄铁矿过量太多,将导致的主要后果为________。
②“酸溶”时,黄铁矿被氧化为Fe3+、SO42-的离子方程式为________,该操作需控制在90℃,温度不能过低的原因为________。
③若使“氧化”的溶液中杂质离子除净,“调pH”应不小于________保留两位有效数字。已知:Mn(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3的Ksp分别为2.0×10-13、1.0×10-33、4.0×10-38,溶液中离子浓度小于等于10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
④MnSO4的溶解度曲线如图所示,则“操作I”,为________、________、用热水洗涤、干燥。
⑶用(NH4)2S2O8溶液鉴别溶液中Mn2+的现象为溶液变为紫红色。所发生反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。S2O82-中含有1个过氧键。则其中S元素的化合价为________。
锑酸钠(NaSbO3)具有广泛的应用,可用作显像管、光学玻璃和各种高级玻璃的澄清剂,纺织品、塑料制品的阻燃剂,搪瓷乳白剂,制造铸件用漆的不透明填料及铁皮、钢板抗酸漆的成分。工业上用双氧水氧化法制备NaSbO3∙3H2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
⑴NaSbO3∙3H2O中Sb的化合价为________。
⑵先将锑白、氢氧化钠和水按一定的比例制浆,制浆过程中,搅拌、加热的目的是________。
⑶将制得的浆液加热至适当温度后,慢慢滴入30%的H2O2溶液进行氧化回流,温度不宜过高的原因是________。此过程中涉及反应如下,配平此化学方程式:
____Sb2O3 + ____H2O2 + ____NaOH + ____H2O = ____NaSbO3∙3H2O。
⑷此流程中,可以循环利用的主要物质有________。
⑸“沉淀”主要成分为锑酸钠,流程中“一系列操作”主要包括________,产品在90~100℃下烘干,温度不宜太高的原因是________________________________。
一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约为21%)的主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍的工艺流程如下:
回答下列问题:
⑴合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应生成的气体只有N2。写出金属镍溶解的离子方程式:_______。
⑵“除铁”时H2O2的作用是__________,为了证明添加的H2O2已足量,应选择的试剂是__________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)溶液。
⑶“除铜”时,反应的离子方程式为__________,若用Na2S代替H2S除铜,优点是__________。
⑷已知除杂过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是__________。
⑸镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型,其工作原理如下:M + Ni(OH)2MH + NiOOH(式中M为储氢合金),写出电池放电过程中正极的电极反应式:__________。
⑹已知黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。某研究小组为测定黄钠铁矾的组成,进行了如下实验:
步骤Ⅰ.称取4.850g黄钠铁矾样品,加盐酸完全溶解后,配成100.00mL溶液A;
步骤Ⅱ.量取25.00mL溶液A,加入足量的KI,用0.2500 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6 ),滴定至终点时消耗30.00mL Na2S2O3溶液。
步骤Ⅲ另取25.00mL溶液A,加足量BaCl2溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥后得沉淀1.165g。
①用Na2S2O3溶液进行滴定时,使用的指示剂为__________,滴定达到终点时的颜色变化为__________。
②黄钠铁矾的化学式为 __________。
钼酸钠(Na2MoO4)可与重金属盐产生沉淀,是目前应用较多的一种新型水处理剂。利用精钼矿主要成分是MoS2,含少量PbS等来制取钼酸钠晶体的工艺流程如下图所示。
请回答下列问题:
⑴混合气A中含有一种大气污染物,其化学式为___________。
⑵焙烧的过程中采用如图1所示的“多层逆流焙烧”。
①多层逆流焙烧的优点是___________任答两点。
②依据如图2,写出第6—12层MoO2参加反应的化学方程式___________。
⑶写出碱浸时发生反应的离子方程式___________。
⑷PbS与H2O2反应时,温度高于40℃后,反应速率反而减慢,原因是___________。
⑸流程图中“除SO42-”的过程中,当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率为97.0%,已知原Na2MoO4溶液中c(MoO42-)=0.48mol/L, c(SO42-)=0.040mol/L,Ksp(BaSO4) = 1.0×10-10,则Ksp(BaMoO4) = ___________。过程中溶液体积变化忽略不计
⑹锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi + nMoS2Lix(MoS2)n,则电池放电时的正极反应式是___________。