CO2是一種稀土氧化物,在催化劑、電化學(xué)、光學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。CeO2是淡黃色固體粉末,難溶于水,熔點為2600℃。請回答下列問題:
(一)制備CeO2
Ⅰ.取一定量化學(xué)計量比的Ce(NO3)3?6H2O和NaOH分別溶解在5mL和35mL的去離子水中,分別磁力攪拌30min后,再將兩種液體混合,繼續(xù)磁力攪拌30min,形成白色絮狀沉淀[Ce(OH)3]。將混合溶液加熱(并通入O2),在一定溫度下反應(yīng)一段時間。通過離心方法將Ce(OH)4沉淀分離出來。
Ⅱ.用水和無水乙醇分別洗滌Ce(OH)4沉淀3次。
Ⅲ.將洗滌后的樣品轉(zhuǎn)入干燥爐中,在60℃下干燥24h,得到淡黃色粉末CeO2。
(1)盛放NaOH溶液的儀器名稱為 恒壓漏斗恒壓漏斗,無水乙醇的作用是 除去沉淀表面多余的水分,使沉淀快速干燥除去沉淀表面多余的水分,使沉淀快速干燥。
(2)寫出由Ce(OH)3和O2反應(yīng)制備Ce(OH)4的化學(xué)方程式:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)44Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4。
(二)某樣品中CeO2[M(CeO2)=172.1]純度的測定
稱取mg樣品置于錐形瓶中,加入50mL水及20mL濃硫酸,分批加入H2O2溶液,每次5mL,搖勻,低溫加熱,直至樣品完全溶解。加熱除盡錐形瓶中的H2O2,冷卻后稀釋至250mL,加入5mL10g?L-1AgNO3溶液催化,再加入過量的過硫酸銨[(NH4)2S2O8]溶液,低溫加熱,將Ce3+氧化成Ce4+,當(dāng)錐形瓶中無氣泡冒出,再煮沸2min。待冷卻后,加入5滴鄰二氮菲-亞鐵指示液,用(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗cmol?L-1的(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。已知鄰二氮菲與Fe2+可形成紅色配合物,這種離子可表示為[Fe(phen)3]2+。
(3)實驗中分批加入H2O2溶液時,采取低溫加熱的原因是 溫度低,反應(yīng)速率慢,溫度高,H2O2會分解溫度低,反應(yīng)速率慢,溫度高,H2O2會分解。
(4)加熱煮沸過程中,(NH4)2S2O8在溶液中反應(yīng)生成NH4HSO4和O2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2(NH4)2S2O8+2H2OΔ
4NH4HSO4+O2↑2(NH4)2S2O8+2H2OΔ
4NH4HSO4+O2↑;判斷滴定終點的方法是 滴加最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時,溶液顏色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不褪色滴加最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時,溶液顏色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不褪色。
(5)樣品中CeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω=172.1cV1000m×100%172.1cV1000m×100%(用含有c、V、m的代數(shù)式表示)。
(6)CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的關(guān)鍵成分,它能在還原氣氛中供氧,在氧化氣氛中耗氧。在尾氣消除過程中發(fā)生著CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循環(huán)。請寫出CeO2消除CO尾氣的化學(xué)方程式:2xCO+CeO2=CeO2(1-x)+2xCO22xCO+CeO2=CeO2(1-x)+2xCO2。
Δ |
Δ |
172
.
1
c
V
1000
m
172
.
1
c
V
1000
m
【考點】制備實驗方案的設(shè)計.
【答案】恒壓漏斗;除去沉淀表面多余的水分,使沉淀快速干燥;4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;溫度低,反應(yīng)速率慢,溫度高,H2O2會分解;2(NH4)2S2O8+2H2O
4NH4HSO4+O2↑;滴加最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時,溶液顏色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不褪色;×100%;2xCO+CeO2=CeO2(1-x)+2xCO2
Δ |
172
.
1
c
V
1000
m
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:31引用:2難度:0.6
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實驗裝置圖如圖:
實驗步驟:
Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無水氯化鈣干燥。過濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請回答下列問題:
(1)儀器B的名稱為
(2)分水器使用前
A.0~1
B.1~2
C.2~3
(3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實驗中的可能作用是
A.移走生成物水,同時讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實驗過程中分水器內(nèi)會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時,停止反應(yīng)
(4)簡述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
(5)本實驗粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
(6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5 -
3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點:38.3℃,沸點233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實驗室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯誤的是( ?。?br />高溫A.開始反應(yīng)時,活塞的狀態(tài)為K1關(guān)閉,K2,K3打開 B.為防止連接管堵塞,反應(yīng)過程中需微熱連接管 C.為達(dá)到實驗?zāi)康模琣應(yīng)連接盛有NaOH溶液的洗氣裝置 D.反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入CO2排出裝置中殘留的四溴化鈦及溴蒸氣 發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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