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【题目】元素铈(Ce)是一种重要的稀土元素。
(1) 工业上用氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)制备CeO2。焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式为________。
(2) 已知CeCl3·7H2O在空气中易被氧化成四价铈，反应如下：
① CeCl3·7H2O(s)=CeCl3(s)＋7H2O(g)；ΔH1＝a kJ·mol－1
② 4CeCl3(s)＋O2(g)＋14H2O(g)=4Ce(OH)4(s)＋12HCl(g)；ΔH2＝b kJ·mol－1
③ Ce(OH)4(s)=CeO2(s)＋2H2O(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1
则4CeCl3·7H2O(s)＋O2(g)=4CeO2(s)＋12HCl(g)＋22H2O(g)；ΔH＝________。
(3) CeO2是汽车尾气净化催化剂中最重要的助剂，工作原理如图1所示。写出过程1发生反应的化学方程式：________________________________。
(4) 已知Ce(OH)4极易分解，用如图2所示装置电解CeCl3溶液在阴极区制得CeO2。电解过程中反应体系的pH随时间t的变化曲线如图3所示。
①电解进行1h内溶液的pH迅速下降，可能原因是________。
②请解释生成CeO2的原理：________。
(5) 常温下，当溶液中某离子浓度≤1.0×10－5时，可认为该离子沉淀完全。用Na2C2O4溶液对电解后的废液处理得到Ce2(C2O4)3固体，则应保持溶液中c(C2O42－)约为________。(已知25 ℃时，Ksp[Ce2(C2O4)3]＝1.0×10－25)
参考答案：
【答案】4CeFCO3＋4NaHCO3＋O2 
4NaF＋4CeO2＋8CO2＋2H2O (4a＋b＋4c) kJ·mol－1 xCO＋CeO2=CeO(2－x)＋xCO2 产生的Cl2发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO。由于生成了HCl，使反应体系的pH迅速下降 阳极电解产生的Cl2把Ce3＋氧化成Ce4＋。同时与阴极电解产生OH－离子反应生成Ce(OH)4，然后再分解生成CeO2[或者Ce3＋与阴极电解产生的OH－反应生成Ce(OH)3，Ce(OH)3再被阳极电解产生的Cl2氧化成Ce(OH)4，然后再分解生成CeO2] 1.0×10－5 mol·L－1
【解析】
(1)焙烧过程中，CeFCO3和加入的NaHCO3反应转化生成CeO2和二氧化碳，焙烧过程O2参加反应，根据物料守恒和得失电子守恒写出主要反应的方程式；
(2)利用盖斯定律，分析计算目标反应焓变；
(3)过程1中，CeO2和一氧化碳反应生成二氧化碳CeO(2-x)，据此书写方程式；
(4)根据电解过程中阴阳极电极上的产物分析；
(5)利用溶度积常数计算公式进行计算。
(1)焙烧过程中，CeFCO3和加入的NaHCO3反应转化生成CeO2和二氧化碳，焙烧过程O2参加反应，根据物料守恒和得失电子守恒，主要反应的方程式为：4CeFCO3＋4NaHCO3＋O2 4NaF＋4CeO2＋8CO2＋2H2O；
(2)已知：①CeCl3·7H2O(s)=CeCl3(s)＋7H2O(g)；ΔH1＝a kJ·mol－1
②4CeCl3(s)＋O2(g)＋14H2O(g)=4Ce(OH)4(s)＋12HCl(g)；ΔH2＝b kJ·mol－1
③Ce(OH)4(s)=CeO2(s)＋2H2O(g)；ΔH3＝c kJ·mol－1
则根据盖斯定律：①×4+②+③×4，可得4CeCl3·7H2O(s)＋O2(g)=4CeO2(s)＋12HCl(g)＋22H2O(g)；ΔH＝(4a＋b＋4c) kJ·mol－1；
(3)根据图1所示，过程1中CeO2和一氧化碳反应生成二氧化碳CeO(2-x)，根据物料守恒，化学反应方程式为：xCO＋CeO2=CeO(2－x)＋xCO2；
(4) ①如图2所示装置，电解CeCl3溶液，阳极上电解质溶液中氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，产生的Cl2与电解液中的水反应生成盐酸和次氯酸，反应方程式为：Cl2+H2OHCl+HClO，使电解质溶液酸性增强，pH减小；
②电解CeCl3溶液在阴极区制得CeO2，电解过程中，Ce的化合价升高，被氧化，结合(4)中分析，阳极电解产生的Cl2把Ce3＋氧化成Ce4＋。同时与阴极电解产生OH－离子反应生成Ce(OH)4，结合已知信息，Ce(OH)4极易分解，生成CeO2[或者Ce3＋与阴极电解产生的OH－反应生成Ce(OH)3，Ce(OH)3再被阳极电解产生的Cl2氧化成Ce(OH)4，然后再分解生成CeO2]；
(5) 当溶液中某离子浓度≤1.0×10－5时，可认为该离子沉淀完全，则Ce3＋完全沉淀时，溶液中c(Ce3＋)= 1.0×10－5mol/L，Ksp[Ce2(C2O4)3]＝c2(Ce3＋) c3(C2O42－)=1.0×10－25，则c(C2O42－)=
= 1.0×10－5 mol·L－1。
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查看答案和解析>>【题目】一种电化学“大气固碳”电池工作原理如图所示。该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化，释放出CO2和O2。下列说法正确的是
A.该电池放电时的正极反应为2Li－2e－＋CO32－===Li2CO2
B.该电池既可选用含水电解液，也可选无水电解液
C.充电时阳极发生的反应为C＋2Li2CO3－4e－===3CO2＋4Li＋
D.该电池每放、充4 mol电子一次，理论上能固定1 mol CO2
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查看答案和解析>>【题目】给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的组合是
A.SiO2(s)
SiCl4(g) 
Si(s)B.Fe3O4(s)
Fe(s) 
FeCl2(s)C.AgNO3(aq)
[Ag(NH3)2]＋
Ag(s)D.Al2O3(s)
NaAlO2(aq) 
Al(OH)3(s) -
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查看答案和解析>>【题目】室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液：Na＋、Ba2＋、NO3－、OH－
B.0.1 mol·L－1NaAlO2溶液：K＋、OH－、Cl－、NO3－
C.常温下，
＝1.0×1012的溶液：Fe2＋、Mg2＋、NO3－、Cl－D.能使淀粉碘化钾试纸显蓝色的溶液：K＋、SO32－、S2－、Cl－
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查看答案和解析>>【题目】NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。
(1) 利用反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)，可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m＝
]的关系如图1所示。
①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
②下列说法正确的是________(填字母)。
A. 当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态
B. 投料比：m1＞m2＞m3
C. 当投料比m＝2时，NO转化率是CO转化率的2倍
D. 汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
③随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为________。
(2) 若反应2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)；v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。一定温度下，在体积为1 L的容器中加入2 mol NO和2 mol CO发生上述反应，测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则a点时v正∶v逆＝________。
(3) 工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO，利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质，一定条件下得到以下实验结果。图3为298 K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数
的关系，图4为CO物质的量分数为2.0%时，各气体分压与温度的关系。
下列说法正确的是________(填字母)。
A．不同温度下脱硝的产物为N2，脱硫的产物可能有多种
B．温度越高脱硫脱硝的效果越好
C．NOx比SO2更易被CO还原
D．体系中可能发生反应：2COSS2＋2CO；4CO2＋S24CO＋2SO2
(4) NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝除技术。用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图5所示，则总反应方程式为________。
(5) 用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示，则阴极的电极反应式为________。
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查看答案和解析>>【题目】乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构简式如图，关于该有机物的叙述中正确的是（ ）
①属于芳香族化合物 ②不能发生银镜反应
③分子式为C12H20O2 ④它的同分异构体中可能有酚类
⑤1 mol该有机物水解时只能消耗1molNaOH
A. ②③④B. ②③⑤C. ①②③D. ①④⑤
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查看答案和解析>>【题目】)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。
以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：
步骤1：在右图所示装置的烧瓶中加入一定量Na2SO3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2，至溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液。
步骤2：将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80～90 ℃下，反应约3 h，冷却至室温，抽滤。
步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。
(1) 装置B的烧杯中应加入的溶液是________。
(2) 步骤2中加入锌粉时有NaHSO2和Zn(OH)2生成。
①写出加入锌粉时发生反应的化学方程式：________。
②生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是________。
(3) 冷凝管中回流的主要物质除H2O外，还有________(填化学式)。
(4) 步骤3中次硫酸氢钠甲醛不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是________。
(5) 步骤2抽滤所得滤渣的成分为Zn和Zn(OH)2，利用滤渣制备ZnO的实验步骤为：将滤渣置于烧杯中，________________________________________________________，900 ℃煅烧。 (已知：① Zn能与NaOH发生反应Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑；② Zn2＋开始沉淀的pH为5.9，沉淀完全的pH为8.9，pH>11时，Zn(OH)2能生成ZnO22－。实验中须使用的试剂有1.0 mol·L－1 NaOH溶液、1.0 mol·L－1 HCl溶液、水)
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