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:
18.CeCO3F中,Ce元素的化合价为________。
19.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:_______________________________。
20.向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_______________________。
21.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]=1.0× l0-20)
22.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____________________________________________.
23.准确称取0.7500g CeCl3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0.1000 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗25.00 mL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”)。
3.酸雨形成的示意图如右图。下列说法中,不正确的是
9.为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量,研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要。
Ⅰ.氮氧化物研究
(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列各项能说明反应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.NO和O2的物质的量之比保持不变
d.每消耗1 molO2同时生成2 molNO2
(2)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2 + O22NO,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
(3)在T(1)T2温度下,一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图所示,根据图像判断反应N2(g) + O2(g)2NO(g)的△H________0(填“>”或“<”)。
(3)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化如图所示:
写出该反应的热化学方程式:_______________________________________________。
Ⅱ.碳氧化物研究
(1) 在体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器如图所示,现将3molH2和2molCO放入容器中,移动活塞至体积V为2L,用铆钉固定在A、B点,发生合成甲醇的反应如下:
测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率,得到如下数据:
①根据上表数据,请比较T1_________T2(选填“>”、“<”或“=”);T2℃下,第30min 时,a1=________,该温度下的化学平衡常数为_________。
②T2℃下,第40min时,拔去铆钉(容器密封性良好)后,活塞没有发生移动,再向容器中通人6molCO,此时v(正)_____ v(逆)(选填“>”、“<”或“=”),判断的理由是__________。
(2) 一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将amol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在,则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=______________________(用含a和b的代数式表示)。
3.根据表中信息判断,下列选项正确的是( )
+3
CeCO3F中O是-2价,F没有正价为-1价,C显示的是+4价,根据化合物的化合价之和为0,可以计算出Ce的化合价为+3价。
根据工业上的工艺流程,考查在此过程中的化学知识,此题考查的是化合价态,根据价态的变化考查到了氧化还原反应的知识,还有化学反应方程式和离子方程式的书写的考查,而且在此工艺流程中出现的物质代替的可行性与环境保护的问题,利用溶度积来计算溶液的PH,盐类水解的促进和抑制,并考查到酸碱滴定中的计算和误差分析,此题综合性较强,但掌握基础知识,审题仔细,本题不会太难做。
O、F没有正价,C显示的是+4价。把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出离子方程式,根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,所以KCl的目的就很明显,溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20,即可算出c(OH-),再根据水的离子积常数即可算出c(H+),进而就可以求得PH。CeCl3会水解,水解之后呈酸性,NH4Cl受热分解产生HCl,就会抑制CeCl3水解。根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,在和所给的质量做商就可以得到答案。久置的(NH4)2Fe(SO4)
对于CeCO3F中F、O、C元素的价态不能做出准确的判断,对化学工艺流程图感到很陌生,无从着手,反应物和生成物中的物质不能判别就会导致离子反应式的书写错误,在此过程中各种加入的物质的作用没有分析到位,对溶度积的概念模糊不清,对PH的计算带来困难,没有掌握好盐类水解的概念,不能理解水解最后会得到什么,加酸加减的目的就判断不出来,对滴定的误差分析没有学习到位,化学方程式的书写错误直接导致计算的错误。易错点
H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑
把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化和物质变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出化学反应方程式:H2O2+2CeO2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+4H2O+O2↑,则离子反应方程式为:H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑。
根据工业上的工艺流程,考查在此过程中的化学知识,此题考查的是化合价态,根据价态的变化考查到了氧化还原反应的知识,还有化学反应方程式和离子方程式的书写的考查,而且在此工艺流程中出现的物质代替的可行性与环境保护的问题,利用溶度积来计算溶液的PH,盐类水解的促进和抑制,并考查到酸碱滴定中的计算和误差分析,此题综合性较强,但掌握基础知识,审题仔细,本题不会太难做。
O、F没有正价,C显示的是+4价。把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出离子方程式,根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,所以KCl的目的就很明显,溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20,即可算出c(OH-),再根据水的离子积常数即可算出c(H+),进而就可以求得PH。CeCl3会水解,水解之后呈酸性,NH4Cl受热分解产生HCl,就会抑制CeCl3水解。根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,在和所给的质量做商就可以得到答案。久置的(NH4)2Fe(SO4)
对于CeCO3F中F、O、C元素的价态不能做出准确的判断,对化学工艺流程图感到很陌生,无从着手,反应物和生成物中的物质不能判别就会导致离子反应式的书写错误,在此过程中各种加入的物质的作用没有分析到位,对溶度积的概念模糊不清,对PH的计算带来困难,没有掌握好盐类水解的概念,不能理解水解最后会得到什么,加酸加减的目的就判断不出来,对滴定的误差分析没有学习到位,化学方程式的书写错误直接导致计算的错误。易错点
避免Ce3+以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4-或提高CeCl3的产率
根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,由溶度积大的向溶度积小的转化,所以KCl的目的就是将BF4-转化为沉淀,而且同时引入了Cl-,最终就可以得到更多的CeCl3,所以KCl溶液的目的是避免Ce3+以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4-或提高CeCl3的产率
根据工业上的工艺流程,考查在此过程中的化学知识,此题考查的是化合价态,根据价态的变化考查到了氧化还原反应的知识,还有化学反应方程式和离子方程式的书写的考查,而且在此工艺流程中出现的物质代替的可行性与环境保护的问题,利用溶度积来计算溶液的PH,盐类水解的促进和抑制,并考查到酸碱滴定中的计算和误差分析,此题综合性较强,但掌握基础知识,审题仔细,本题不会太难做。
O、F没有正价,C显示的是+4价。把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出离子方程式,根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,所以KCl的目的就很明显,溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20,即可算出c(OH-),再根据水的离子积常数即可算出c(H+),进而就可以求得PH。CeCl3会水解,水解之后呈酸性,NH4Cl受热分解产生HCl,就会抑制CeCl3水解。根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,在和所给的质量做商就可以得到答案。久置的(NH4)2Fe(SO4)
对于CeCO3F中F、O、C元素的价态不能做出准确的判断,对化学工艺流程图感到很陌生,无从着手,反应物和生成物中的物质不能判别就会导致离子反应式的书写错误,在此过程中各种加入的物质的作用没有分析到位,对溶度积的概念模糊不清,对PH的计算带来困难,没有掌握好盐类水解的概念,不能理解水解最后会得到什么,加酸加减的目的就判断不出来,对滴定的误差分析没有学习到位,化学方程式的书写错误直接导致计算的错误。易错点
9
溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即可认为c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1,根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20=c(Ce3+)×c3(OH-),即1×10-3×c3(OH-) =1.0× l0-20,求得c(OH-) =1.0×10-5,再根据水的离子积常数Kw=c(H+) ×c(OH-) =1×10-14,求得c(H+)=1×10-9。则PH=9.
根据工业上的工艺流程,考查在此过程中的化学知识,此题考查的是化合价态,根据价态的变化考查到了氧化还原反应的知识,还有化学反应方程式和离子方程式的书写的考查,而且在此工艺流程中出现的物质代替的可行性与环境保护的问题,利用溶度积来计算溶液的PH,盐类水解的促进和抑制,并考查到酸碱滴定中的计算和误差分析,此题综合性较强,但掌握基础知识,审题仔细,本题不会太难做。
O、F没有正价,C显示的是+4价。把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出离子方程式,根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,所以KCl的目的就很明显,溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20,即可算出c(OH-),再根据水的离子积常数即可算出c(H+),进而就可以求得PH。CeCl3会水解,水解之后呈酸性,NH4Cl受热分解产生HCl,就会抑制CeCl3水解。根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,在和所给的质量做商就可以得到答案。久置的(NH4)2Fe(SO4)
对于CeCO3F中F、O、C元素的价态不能做出准确的判断,对化学工艺流程图感到很陌生,无从着手,反应物和生成物中的物质不能判别就会导致离子反应式的书写错误,在此过程中各种加入的物质的作用没有分析到位,对溶度积的概念模糊不清,对PH的计算带来困难,没有掌握好盐类水解的概念,不能理解水解最后会得到什么,加酸加减的目的就判断不出来,对滴定的误差分析没有学习到位,化学方程式的书写错误直接导致计算的错误。易错点
NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3的水解
CeCl3是强酸弱碱盐,会发生水解,水解之后呈酸性,Ce3++3H2O Ce(OH)3+3H+,NH4Cl受热分解产生HCl就会抑制CeCl3水解。
根据工业上的工艺流程,考查在此过程中的化学知识,此题考查的是化合价态,根据价态的变化考查到了氧化还原反应的知识,还有化学反应方程式和离子方程式的书写的考查,而且在此工艺流程中出现的物质代替的可行性与环境保护的问题,利用溶度积来计算溶液的PH,盐类水解的促进和抑制,并考查到酸碱滴定中的计算和误差分析,此题综合性较强,但掌握基础知识,审题仔细,本题不会太难做。
O、F没有正价,C显示的是+4价。把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出离子方程式,根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,所以KCl的目的就很明显,溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20,即可算出c(OH-),再根据水的离子积常数即可算出c(H+),进而就可以求得PH。CeCl3会水解,水解之后呈酸性,NH4Cl受热分解产生HCl,就会抑制CeCl3水解。根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,在和所给的质量做商就可以得到答案。久置的(NH4)2Fe(SO4)
对于CeCO3F中F、O、C元素的价态不能做出准确的判断,对化学工艺流程图感到很陌生,无从着手,反应物和生成物中的物质不能判别就会导致离子反应式的书写错误,在此过程中各种加入的物质的作用没有分析到位,对溶度积的概念模糊不清,对PH的计算带来困难,没有掌握好盐类水解的概念,不能理解水解最后会得到什么,加酸加减的目的就判断不出来,对滴定的误差分析没有学习到位,化学方程式的书写错误直接导致计算的错误。易错点
① 82.2%或是82.17% ② 偏大
①根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,根据元素守恒列式计算
②久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液Fe2+易被氧化为Fe3+而失去滴定的效果,会造成标准液消耗的量增加,导致滴定结果偏大。
根据工业上的工艺流程,考查在此过程中的化学知识,此题考查的是化合价态,根据价态的变化考查到了氧化还原反应的知识,还有化学反应方程式和离子方程式的书写的考查,而且在此工艺流程中出现的物质代替的可行性与环境保护的问题,利用溶度积来计算溶液的PH,盐类水解的促进和抑制,并考查到酸碱滴定中的计算和误差分析,此题综合性较强,但掌握基础知识,审题仔细,本题不会太难做。
O、F没有正价,C显示的是+4价。把HCl换成H2SO4和H2O2,要注意观察酸浸前后的Ce的价态的变化,H2O2最终会变为H2O和O2,据此就可以写出离子方程式,根据题目中的题意,本题最终要得到的是CeCl3,Ce(BF4)3中加入KCl后得到了KBF4沉淀而且箭头也指向了CeCl3溶液,考到了沉淀的转化,所以KCl的目的就很明显,溶液中的c(Ce3+)等于1 × 10-5mol· L-1,可认为Ce3+沉淀完全,即c(Ce3+)=1 × 10-5mol· L-1根据Ksp[Ce(OH)3]=1.0× l0-20,即可算出c(OH-),再根据水的离子积常数即可算出c(H+),进而就可以求得PH。CeCl3会水解,水解之后呈酸性,NH4Cl受热分解产生HCl,就会抑制CeCl3水解。根据元素守恒可以算出CeCl3的质量,在和所给的质量做商就可以得到答案。久置的(NH4)2Fe(SO4)
对于CeCO3F中F、O、C元素的价态不能做出准确的判断,对化学工艺流程图感到很陌生,无从着手,反应物和生成物中的物质不能判别就会导致离子反应式的书写错误,在此过程中各种加入的物质的作用没有分析到位,对溶度积的概念模糊不清,对PH的计算带来困难,没有掌握好盐类水解的概念,不能理解水解最后会得到什么,加酸加减的目的就判断不出来,对滴定的误差分析没有学习到位,化学方程式的书写错误直接导致计算的错误。易错点