高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題組35 以陌生無機(jī)物分離、提純流程為載體的綜合題專練（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

題組35以陌生無機(jī)物分離、提純流程為載體的綜合題專練1.氟碳鈰礦(主要成分為CeFCO3)是提取稀土化合物、冶煉鈰的重要礦物原料,以氟碳鈰礦為原料提取鈰的工藝流程如圖所示。回答下列問題:(1)CeFCO3中Ce的化合價(jià)為。

(2)氧化焙燒時(shí)不能使用陶瓷容器,原因是。

(3)氧化焙燒后的產(chǎn)物之一為CeO2,則酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(4)HT是一種難溶于水的有機(jī)溶劑,則操作1的名稱為。

(5)為了提高酸浸率,可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度,但溫度偏高浸出率反而會(huì)減小,其原因是。

(6)有機(jī)物HT能將Ce3+從水溶液中提取出來,該過程可表示為Ce3+(水層)+3HT(有機(jī)層)CeT3(有機(jī)層)+3H+(水層)。向CeT3(有機(jī)層)中加入稀硫酸能獲得較純的含Ce3+的水溶液,從平衡角度解釋其原因:。

(7)已知,298K時(shí),Ksp[Ce(OH)3]=5×10-20,若溶液中c(Ce3+)=0.05mol·L-1,加堿調(diào)節(jié)pH到時(shí)Ce3+開始沉淀(忽略加堿過程中溶液體積變化)。

(8)寫出向Ce(OH)3懸濁液中通入氧氣得到產(chǎn)品Ce(OH)4的化學(xué)方程式:。

答案(1)+3(2)陶瓷中的SiO2會(huì)與生成的HF反應(yīng)(3)2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O(4)分液(5)溫度升高,雙氧水發(fā)生分解,造成浸出率偏小(6)向混合液中加入稀硫酸,使c(H+)增大,平衡向形成Ce3+水溶液方向移動(dòng)(7)8(8)4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4解析(1)CeFCO3中CO3(2)陶瓷容器中含有SiO2,SiO2與HF發(fā)生反應(yīng):SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,因此該流程中氧化焙燒時(shí)不能使用陶瓷容器。(3)有機(jī)層CeT3中Ce顯+3價(jià),CeO2中Ce顯+4價(jià),即在酸浸時(shí),Ce的價(jià)態(tài)降低,CeO2為氧化劑,H2O2為還原劑,反應(yīng)的離子方程式為2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O。(4)經(jīng)過操作1后得到溶液和有機(jī)相,因此操作1的名稱為分液。(5)酸浸時(shí)加入H2O2,H2O2在高溫下會(huì)發(fā)生分解,導(dǎo)致H2O2的量減少,造成浸出率降低。(6)有機(jī)物HT能將Ce3+從水溶液中提取出來,該過程中存在Ce3+(水層)+3HT(有機(jī)層)CeT3(有機(jī)層)+3H+(水層),加入稀硫酸,c(H+)增大,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,生成Ce3+的水溶液,能獲得較純含Ce3+的水溶液。(7)Ce3+開始出現(xiàn)沉淀,c(Ce3+)·c3(OH-)=Ksp[Ce(OH)3],則有c(OH-)=3Ksp[Ce(OH)3]c(2.鋅錳干電池是最早的實(shí)用電池?，F(xiàn)用下列工藝回收正極材料中的金屬(部分條件未給出)。(1)堿性鋅錳電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH),電解質(zhì)是KOH,MnO(OH)中Mn的化合價(jià)為,正極反應(yīng)式為。

(2)黑粉的主要成分為MnO2和石墨,寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:。

(3)MnO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如下表:溫度/℃20406080100轉(zhuǎn)化率/%86.090.091.392.092.1生產(chǎn)中常選反應(yīng)溫度為80℃,其理由是。

(4)“沉錳”過程中生成堿式碳酸錳[MnCO3·6Mn(OH)2·5H2O],寫出其離子方程式:。濾液③中可回收的物質(zhì)為(填化學(xué)式)。

(5)用硫酸酸化的MnO2漿液可吸收工業(yè)廢氣中的SO2生成MnSO4·H2O,已知漿液中MnO2含量為a%,工業(yè)廢氣中SO2含量為bg·m-3,SO2的吸收率可達(dá)90%,則處理1000m3工業(yè)尾氣,可得到MnSO4·H2O的質(zhì)量為kg(用含字母的代數(shù)式表示)。

答案(1)+3MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-(2)MnO2+2FeSO4+2H2SO4MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知,MnO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高,80℃時(shí)MnO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,更高的溫度會(huì)增加能耗,增大生產(chǎn)成本(4)7Mn2++7CO32-+11H2OMnCO3·6Mn(OH)2·5H2O↓+6CO2↑Na2(5)0.9b解析(1)堿性鋅錳電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2OZn(OH)2+2MnO(OH),MnO(OH)中氧元素為-2價(jià),氫元素為+1價(jià),則Mn的化合價(jià)為+3價(jià);正極MnO2得到電子產(chǎn)生MnO(OH),電極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-。(2)黑粉的主要成分為MnO2和石墨,加入FeSO4-H2SO4混合液后反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+2FeSO4+2H2SO4MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。(3)由題目表格中的數(shù)據(jù)可知,MnO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高,80℃時(shí)MnO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高,更高的溫度會(huì)增加能耗,增大生產(chǎn)成本,故生產(chǎn)中常選反應(yīng)溫度為80℃。(4)“沉錳”過程中碳酸鈉與硫酸錳反應(yīng)生成堿式碳酸錳[MnCO3·6Mn(OH)2·5H2O],碳酸鈉水解生成氫氧化鈉進(jìn)而生成氫氧化錳沉淀促進(jìn)水解放出二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為7Mn2++7CO32-+11H2OMnCO3·6Mn(OH)2·5H2O↓+6CO2↑,根據(jù)該離子方程式可知,濾液③中可回收的物質(zhì)為Na2SO(5)用硫酸酸化的MnO2漿液