二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土化合物。以*碳鈰礦(主要含CeCO3F)為原料製備CeO2的一種工藝流程如...
問題詳情:
二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土化合物。以*碳鈰礦(主要含CeCO3F)為原料製備CeO2的一種工藝流程如下:
已知:4+能與Fˉ結合成[CeFx](4-x)+,也能與SO42-結合成[CeSO4]2+;
ⅱ.在硫*體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取,而Ce3+不能
ⅲ.常溫下,Ce2(CO3)3飽和溶液濃度為1.0×10-6mol·L-1。
回答下列問題:
(1)“氧化焙燒”過程中可以加快反應速率和提高原料利用率的方法是 、
(寫出2種即可)。
(2)寫出“氧化焙燒”產物CeO2與稀H2SO4反應的離子方程式: 。
(3)“萃取”時存在反應:Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H+。D表示Ce4+分別在有機層中與水層中存在形式的濃度之比(D=)。保持其它條件不變,在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改變水層中的c(SO42-),D隨起始料液中c(SO42-)增大而減小的原因是
。
(4)浸渣經處理可得Ce(BF4)3,加入KCl溶液發生如下反應:
Ce(BF4)3(s)+ 3K+(aq) 3KBF4(s)+ Ce3+(aq)。
若一定溫度時,Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分別為a、b,則該反應的平衡常數K= (用a、b表示)。
(5)“反萃取”中加H2O2的主要反應離子方程式為 。在“反萃取”後所得水層中加入1.0mol·L-1的NH4HCO3溶液,產生Ce2(CO3)3沉澱,當Ce3+沉澱完全時[c(Ce3+)=1×10-5mol·L-1],溶液中c(CO32-)約為 。
(6)CeO2是汽車尾氣淨化催化劑的關鍵成分,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生著CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的迴圈。寫出CeO2消除CO尾氣的化學方程式: 。
【回答】
(1)礦石粉碎成細顆粒 通入大量空氣 (各1分,共2分)
(2) CeO2+4H++SO42-=[CeSO4]2++2H2O(2分)
(3) 隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+被SO42-結合成[CeSO4]2+,導致萃取平衡向生成[CeSO4]2+方向移動,D迅速減小(2分 )
(4) (2分) (5)2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+(2分) 1×10-6mol/L(2分)
(6)2xCO+CeO2 = CeO2(1-x)+2xCO2(2分)
知識點:電離平衡單元測試
題型:綜合題
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