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硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业,其合成路线如下...

硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业,其合成路线如下:

(1)已知(NH4)2Ce(NO3)6受热易分解,某科研小组认为反应原理如下,请补充完整:(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8_____CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2

在空气中加热(NH4)2Ce(NO3)6,除固体颜色有变化外,还可观察到的现象是_________

(2)步骤中,将Ce(NO3)3·6H2O配成溶液,保持pH4~5,缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀,再加入氨水调节溶液pH,得到Ce(OH)4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________

(3)298K时,Ksp[Ce(OH)4]1×10—29Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp___________

为了使溶液中Ce4沉淀完全,即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10—5mol·L1,需调节pH______以上。

(4)为了研究步骤的工艺条件,科研小组测定了(NH4)2Ce(NO3)6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度,结果如图。从图中可得出三条主要规律:

① (NH4)2Ce(NO3)6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大;

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NO 产生红棕色气体 1:2 c(Ce4+)•[c(OH—)]4 8 其它条件相同时,S随c(HNO3)减小而增大 c(HNO3)越小,温度对S的影响越大或c(HNO3)越大,温度对S的影响越小 【解析】 (1)根据原子个数守恒、质量守恒可知,(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8NO↑;由于在此过程中有O2产生,常温下,NO与O2反应生成红棕色的NO2气体; (2)在配制过程中Ce由+3价升高到+4价,作还原剂,H2O2中O由-1价降低到-2价,作氧化剂,因H2O2中含有2个-1价的O,根据得失电子守恒,故氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2; (3)沉淀Ce(OH)4存在的平衡为Ce(OH)4(s)Ce4+(aq)+4OH—(aq),故Ksp[Ce(OH)4]=c(Ce4+)•[c(OH—)]4;c(OH—)=,298K时,Kw=1×10—14,c(H+)=1×10—8,即pH=8; (4)根据图像中曲线的走势可知,其它条件相同时,(NH4)2Ce(NO3)6随c(HNO3)减小而增大;根据图像中硝酸的浓度变化结合(NH4)2Ce(NO3)6的曲线,可知c(HNO3)越小,温度对(NH4)2Ce(NO3)6的溶解度的影响越大或c(HNO3)越大,温度对(NH4)2Ce(NO3)6的溶解度的影响越小。  
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已知Ksp(AgCl)1.8×1010Ksp(Ag2CrO4)1.9×1012,现在向0.001  mol·L1K2CrO40.01 mol·L1KCl混合液中滴加0.01 mol·L1AgNO3溶液,通过计算回答:

(1)ClCrO42-谁先沉淀________

(2)刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl浓度是________(设混合溶液在反应中体积不变)

 

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(1)已知Ksp(AgCl)1.8×1010,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag)________

(2)已知Ksp[Mg(OH)2]1.8×1011,则将Mg(OH)2放入蒸馏水中形成饱和溶液,溶液的pH________

(3)0.01 mol·L1MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH________?当Mg2完全沉淀时,溶液的pH________

 

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求下列溶液的pH(常温条件下)(已知lg20.3)

(1)0.005 mol·L1H2SO4溶液________

(2)已知CH3COOH的电离常数Ka1.8×1050.1 mol·L1CH3COOH溶液________

(3)0.1 mol·L1NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度为α1%,电离度=×100%)________

(4)pH8NaOHpH10NaOH溶液等体积混合________

(5)常温下,将pH5的盐酸与pH9NaOH溶液以体积比119混合________

(6)pH3HClpH3H2SO4等体积混合________

(7)0.001 mol·L1NaOH溶液________

(8)pH2的盐酸与等体积的水混合________

(9)pH2的盐酸加水稀释到1 000________

 

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以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:

难溶电解质

Mg(OH)2

Cu(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

溶解度/g

9×10-4

1.7×10-6

1.5×10-4

3.0×10-9

 

在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:

①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入一定量的试剂反应,过滤结晶。

②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶。

③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶。

请回答下列问题:

1)上述三个除杂方案都能够达到很好的效果,Fe2+Fe3+都被转化为____而除去。

2)①中加入的试剂应该选择______为宜,其原因是______

3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为_____

4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是_____(填字母)

A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染

B.Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤

C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜

D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中

E.pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在

 

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25℃时几种难溶电解质的溶解度如表所示:

难溶电解质

Mg(OH)2

Cu(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

溶解度/g

9×10-4

1.7×10-6

1.5×10-4

3.0×10-9

沉淀完全时的pH

11.1

6.7

9.6

3.7

 

在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:

①为了除去氯化铵中的杂质Fe3,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;

②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;

③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2氧化成Fe3,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。请回答下列问题:

1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2Fe3都被转化为__(填化学式)而除去。

2)①中加入的试剂应该选择__,其原因是__

3)②中除去Fe3所发生的离子方程式为___

4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是___(填字母)

AH2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染

B.将Fe2氧化为Fe3的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀难过滤

C.调节溶液pH4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜

DCu2可以大量存在于pH4的溶液中

E.在pH>4的溶液中Fe3一定不能大量存在

 

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