二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以*碳铈矿(主要含CeCO3F)为原料制备CeO2的一种工艺流程如...
问题详情:
二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以*碳铈矿(主要含CeCO3F)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:
已知:4+能与Fˉ结合成[CeFx](4-x)+,也能与SO42-结合成[CeSO4]2+;
ⅱ.在硫*体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能
ⅲ.常温下,Ce2(CO3)3饱和溶液浓度为1.0×10-6mol·L-1。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是 、
(写出2种即可)。
(2)写出“氧化焙烧”产物CeO2与稀H2SO4反应的离子方程式: 。
(3)“萃取”时存在反应:Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H+。D表示Ce4+分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比(D=)。保持其它条件不变,在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c(SO42-),D随起始料液中c(SO42-)增大而减小的原因是
。
(4)浸渣经处理可得Ce(BF4)3,加入KCl溶液发生如下反应:
Ce(BF4)3(s)+ 3K+(aq) 3KBF4(s)+ Ce3+(aq)。
若一定温度时,Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则该反应的平衡常数K= (用a、b表示)。
(5)“反萃取”中加H2O2的主要反应离子方程式为 。在“反萃取”后所得水层中加入1.0mol·L-1的NH4HCO3溶液,产生Ce2(CO3)3沉淀,当Ce3+沉淀完全时[c(Ce3+)=1×10-5mol·L-1],溶液中c(CO32-)约为 。
(6)CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生着CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循环。写出CeO2消除CO尾气的化学方程式: 。
【回答】
(1)矿石粉碎成细颗粒 通入大量空气 (各1分,共2分)
(2) CeO2+4H++SO42-=[CeSO4]2++2H2O(2分)
(3) 随着c(SO42-)增大,水层中Ce4+被SO42-结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向生成[CeSO4]2+方向移动,D迅速减小(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)
知识点:电离平衡单元测试
题型:综合题