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Ce2(CO33可用于催化剂载体及功能材料的制备.天然独居石中,铈Ce主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质.以独居石为原料制备Ce2(CO33⋅nH2O的工艺流程如图:

回答下列问题:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分是
CaSO4和SiO2
CaSO4和SiO2
(填化学式)。
(2)“沉铈”过程中,生成Ce2(CO33⋅nH2O的离子方程式为
2Ce3++6
HCO
-
3
+(n-3)H2O=Ce2(CO33•nH2O+3CO2
2Ce3++6
HCO
-
3
+(n-3)H2O=Ce2(CO33•nH2O+3CO2
,常温下加入的NH4HCO3溶液呈
碱性
碱性
(填“酸性”“碱性”或“中性”),已知室温下NH3•H2O的Kb=1.75×10-5,H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11
(3)铈元素常见有+3、+4两种价态.NO在酸性条件下可以被含Ce4+的溶液吸收,生成
NO
-
2
NO
-
3
(二者物质的量之比为1:1),可采用电解法将上述吸收液中
NO
-
2
的转化为无毒物质,同时再生Ce4+,电解原理如图所示。

①请写出生成等物质的量的
NO
-
2
NO
-
3
时的离子方程式
2NO+3H2O+4Ce4+=
NO
-
2
+
NO
-
3
+4Ce3++6H+
2NO+3H2O+4Ce4+=
NO
-
2
+
NO
-
3
+4Ce3++6H+

②Ce4+从电解槽的
a
a
(填字母代号)口流出。
③写出阴极的电极反应式
2
NO
-
2
+8H++6e-=N2↑+4H2O
2
NO
-
2
+8H++6e-=N2↑+4H2O

(4)CeO2是重要的稀土化合物,科学家利用CeO2作催化剂在太阳能作用下将H2O转化成H2和O2,该反应分两步进行,第一步反应为CeO2=(m-x)CeO2⋅xCe+xO2↑,则第二步反应为
2xH2O+(m-x)CeO2⋅xCe=2xH2↑+mCeO2
2xH2O+(m-x)CeO2⋅xCe=2xH2↑+mCeO2

(5)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4,在一定条件下可制备电极材料LiFePO4,电池反应:LiFePO4+6C
充电
放电
Li1-xFePO4+LixC6,充电时阳极反应为:
LiFePO4-xe ˉ =Li1-xFePO4+xLi+
LiFePO4-xe ˉ =Li1-xFePO4+xLi+

【答案】CaSO4和SiO2;2Ce3++6
HCO
-
3
+(n-3)H2O=Ce2(CO33•nH2O+3CO2↑;碱性;2NO+3H2O+4Ce4+=
NO
-
2
+
NO
-
3
+4Ce3++6H+;a;2
NO
-
2
+8H++6e-=N2↑+4H2O;2xH2O+(m-x)CeO2⋅xCe=2xH2↑+mCeO2;LiFePO4-xe ˉ =Li1-xFePO4+xLi+
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:32引用:1难度:0.3
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    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质)。用该烧渣制取药用辅料-红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示)。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
  • 3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:

    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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