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铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在,主要化学成分为CeFCO3,一种氟碳矿的...

铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在,主要化学成分为CeFCO3,一种氟碳矿的冶炼工艺流程如下:

已知:iCe4能与F结合成[CeFx](4x),也能与SO42结合成[CeSO4]2+

ii.在硫酸体系中Ce4能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能;

iii.常温下,Ce2(CO3)3的溶度积常数为8.0×1031

回答下列问题:

(1)“氧化焙烧的目的是_______,在该过程中将矿石粉碎,同时通入大量空气的目的是______________

(2)写出氧化焙烧产物CeO2与稀H2SO4反应的离子方程式:_________

(3)浸渣经处理可得Ce(BF4)3沉淀,加入KCl溶液可转化为KBF4沉淀,可进一步回收铈。写出生成KBF4的离子方程式_______________

(4)反萃取后所得水层中加入1.0 mol·L1NH4HCO3溶液,产生Ce2(CO3)3沉淀,当Ce3+沉淀完全时[c(Ce3+)1×105 mol·L1],溶液中c(CO)____________

(5)所得沉淀经___________________、氧化焙烧等实验操作可得高纯CeO2

 

将三价铈氧化为四价, 使氧化焙烧快速充分 CeO2 +SO+ 4H+=[CeSO4]2+ +2H2O Ce(BF4)3(s)+3K+(aq)⇌3KBF4(s)+Ce3+(aq) 2.0 × 10ˉ7mol·L-1 过滤 洗涤 干燥 【解析】 氟碳铈矿氧化焙烧将+3价Ce氧化为+4价的Ce,经稀硫酸浸出、过滤后,用萃取剂[(HA)2]萃取出Ce4+,再加入硫酸、双氧水反萃取后分液,得到含Ce3+的水层,向得到的水层中加入碳酸氢铵得到Ce2(CO3)3沉淀,经氧化焙烧后得CeO2。 (1)CeFCO3中Ce为+3价,而根据流程及在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,可知“氧化焙烧”的目的是将三价铈氧化为四价,便于后续酸浸、萃取。“氧化焙烧”过程中将矿石粉碎增大了与空气的接触面积,加快反应速率,通入大量空气,使氧化更充分; (2)由题可知,酸浸时Ce4+与SO42ˉ结合成[CeSO4]2+,故反应为CeO2+SO+ 4H+=[CeSO4]2++2H2O; (3)Ce(BF4)3沉淀在KCl溶液中转化为更难溶的KBF4,故转化原理为Ce(BF4)3(s)+3K+(aq)⇌3KBF4(s)+Ce3+(aq); (4)当Ce3+沉淀完全时c(Ce3+)=1×10ˉ5mol·L-1,由Ksp[Ce2(CO3)3]=8.0×10ˉ31可知:c3(CO)×(1×10ˉ5)2=8.0×10ˉ31,得c(CO) = 2.0 × 10ˉ7mol·L-1; (5)Ce2(CO3)3中的Ce为+3价,通过氧化焙烧转化为CeO2,而氧化焙烧前需将沉淀过滤、洗涤、干燥。  
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考点分析:
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亚硝酰氯(ClNO)是一种黄色气体,液体呈红褐色,常用作催化剂和合成洗涤剂,其熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物,与NaOH溶液反应生成两种盐。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。

(1)甲组的同学拟制备原料气NOCl2,制备装置如图甲所示:

①仪器B的名称为____________

②若该组同学用KClO3和浓盐酸制取Cl2,请写出该反应的离子方程式____________

(2)乙组同学利用甲组制得的NOCl2制备ClNO,装置如图乙所示:

①装置连接顺序为a→_________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)

②装置IVV除可进一步干燥NOCl2外,另一个作用是______________

③装置IX在实验时可观察到的现象是______________________

(3)丙组同学测定亚硝酰氯的纯度。他们取Z中所得液体3.0 g溶于水,配制成250 mL溶液,取出25.00 mL,以K2CrO4溶液为指示剂,用0.2000 mol·L1 AgNO3标准溶液滴定至终点,平均消耗标准溶液的体积为22.50 mL。则亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为______________

 

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按要求填空。

(1)A的结构简式为:。若A是由炔烃与H2加成得到,则该炔烃的系统名称为:______;若A是由单烯烃与H2加成得到,则这样的单烯烃有_______种。

(2)粗溴苯呈褐色,除去其中杂质的离子方程式为______________

(3)某有机物的结构简式为:,请回答:

①该有机物中在一条直线上最多有_______个碳原子。

②该有机物中碳原子的杂化方式有_________种。

 

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电解质溶液的导电能力越强,电导率越大。常温下用0.1000 mol∙L1盐酸分别滴定10.00 mL浓度均为0.1000 mol·L1NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液(二甲胺在水中电离与氨相似,已知在常温下Kb[(CH3)2NH∙H2O]1.6×104),利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是

A.曲线②代表滴定二甲胺溶液的曲线

B.d点溶液中:c(H)c(OH)c[(CH3)2NH]

C.bcd三点的溶液中,b点水的电离程度最大

D.a点溶液与d点的溶液混合后的溶液中:c[(CH3)2NH2]c[(CH3)2NH∙H2O]

 

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工业上用电解法处理含镍酸性废水并回收得到单质Ni的原理如图所示。下列说法正确的是

已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解;②氧化性:Ni2+(高浓度)>H>Ni2+(低浓度)

A.交换膜a为阴离子交换膜

B.阳极的电极反应式为:2H2O4eO2↑+4H

C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH

D.若浓缩室得到1 L 0.6 mol·L1的盐酸,阴极回收得到的镍为14.75g

 

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某有机物的结构简式为:,下列关于该有机物的说法中不正确的是

A.该有机物的分子式为:C19H12O8

B.1 mol该有机物最多可与8 mol H2发生加成反应

C.该有机物与稀硫酸混合加热可生成3种有机物

D.1 mol该有机物与NaOH溶液反应,最多消耗7 mol NaOH

 

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