CeO2是優(yōu)良的催化劑和水處理劑,工業(yè)上利用難溶于水的固體陰離子交換樹脂(可表示為R+OH-),采用離子交換法制備超細CeO2,流程如圖:
?
已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.5×10-20
Ⅰ.合成均勻的納米Ce(OH)3膠體
在圖1裝置中加入60mL0.02mol?L-1Ce(NO3)3(純度99%以上)溶液,水浴加熱下分批加入稍過量的陰離子交換樹脂,攪拌,反應結束后,過濾,得Ce(OH)3膠體。
實驗中隨著樹脂的加入,測得剛開始pH值上升較快,pH值達到8.0附近后,上升開始變得極度緩慢,pH值達到9.0附近后,又開始有較明顯小幅上升。
(1)圖1中攪拌器的作用為:攪拌,使固液充分接觸反應攪拌,使固液充分接觸反應。
(2)下列說法正確的是 BDBD。
A.步驟②,所得濾渣的主要成分為Ce(OH)3
B.步驟①,總反應為:3R+OH-+3NO-3+Ce3+=3R+NO-3+Ce(OH)3
C.步驟①,當pH=8.0時,交換反應基本完成
D.步驟①,水浴溫度過高,離子交換速度過快,可能導致所得膠粒不均勻
Ⅱ.Ce(OH)3碎粉焙燒
(3)步驟⑤在圖2高溫懸浮煅燒爐中進行。寫出該焙燒反應方程式:4Ce(OH)3+O2 高溫 4CeO2+6H2O4Ce(OH)3+O2 高溫 4CeO2+6H2O;若煅燒爐下方通入預熱空氣的流速過小,帶來的后果是:焙燒粉末不能懸浮于空中充分分散、充分焙燒焙燒粉末不能懸浮于空中充分分散、充分焙燒。
Ⅲ.實驗并計算陰離子交換樹脂用量
本次制備CeO2實驗中,交換樹脂最佳加入量為反應所需用量的1.2倍。采用以下滴定法測定單位質量樹脂所能交換的陰離子的量。已知:Ag2CrO4為磚紅色沉淀。實驗過程中,溶液體積變化忽略不計。
(4)從下列選項中選擇最佳操作并排序:稱取陰離子交換樹脂2.000g→a→bb→dd→ff→hh→重復滴定2~3次→計算。
a.加入80.00mL0.1mol?L-1鹽酸浸泡,蓋上瓶塞并充分搖勻,靜置、過濾
b.向浸泡液中加NaHCO3調pH,同時稀釋至100mL
c.向浸泡液中加稀硝酸調pH,同時稀釋至100mL
d.用移液管移取25.00mL稀釋后的浸泡液于錐形瓶中
e.用移液管移取25.00mL0.1mol?L-1AgNO3溶液于錐形瓶中
f.滴加2~3滴Na2CrO4溶液
g.用稀釋后的浸泡液滴定
h.用0.1mol?L-1AgNO3溶液滴定
(5)滴定過程中調pH的目的是 防止CrO2-4與浸泡液中剩余的H+反應生成Cr2O2-7防止CrO2-4與浸泡液中剩余的H+反應生成Cr2O2-7;滴定中平均消耗滴定管中溶液15.00mL。則本次制備CeO2實驗中交換樹脂的最佳加入量為 4.234.23g。
NO
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3
NO
-
3
高溫
高溫
C
r
O
2
-
4
O
2
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C
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2
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4
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7
【考點】制備實驗方案的設計;探究物質的組成或測量物質的含量.
【答案】攪拌,使固液充分接觸反應;BD;4Ce(OH)3+O2 4CeO2+6H2O;焙燒粉末不能懸浮于空中充分分散、充分焙燒;b;d;f;h;防止與浸泡液中剩余的H+反應生成Cr2;4.23
高溫
C
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:33難度:0.3
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1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:
(1)在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據下表數據:氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已經除盡的試劑是
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
(5)煅燒A的反應方程式是
(6)a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質量分數應不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5 -
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