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工业流程题
1.氧化铈()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含、等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:
已知:
①在空气中易被氧化,易与形成复盐沉淀;
②硫脲()具有还原性,酸性条件下易被氧化为;
③在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取,而不能。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”中氧化的目的是___________。
(2)步骤①中加入硫脲的目的是将四价铈还原为三价铈,写出硫脲与反应生成的离子方程式___________。
(3)步骤③反应的离子方程式为___________。
(4)步骤④萃取时存在反应:。分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比称为分配比()。取20mL含四价铈总浓度为0.1的酸浸液,向其中加入10mL萃取剂,充分振荡,静置,若,则水层中_______________。(计算结果保留二位有效数字)。
(5)步骤⑤“反萃取”时双氧水的作用是___________。
(6)产品是汽车尾气净化催化剂中最重要的助剂,催化机理如图所示。写出过程①发生反应的化学方程式___________。
2.电子级氢氟酸是微电子行业的关键性基础材料之一,由萤石粉(主要成分为,含有少量和微量等)制备工艺如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时生成的化学方程式为___________,工业生产时往往会适当加热,目的是___________。
(2)“精馏1”设备使用的材料可选用___________(填序号)。
A.玻璃 B.陶瓷 C.石英 D.金
(3)已知是一种配位酸,酸性与硝酸相近,可与溶液反应制备极易溶于水的强酸,反应的离子方程式为___________
(4)“氧化”时将氧化为。的沸点高于,原因是___________
(5)液态是酸性溶剂,能发生自偶电离:,由于和都溶剂化,常表示为: 。在溶剂中呈酸性,呈碱性,比如的电离方程式分别为:;。在作用下:
①写出与反应的离子方程式___________
②已知: 与反应生成。结合的能力:___________(填“>”、“<”或“=”)。
3.实验小组模拟工业上回收“分银渣”中的银,过程如下:
I中反应:(杂质不反应)
(1)过程I中,向溶液中加入分银渣,10分钟后,固体质量减少了28.7g,则反应速率_______。(忽略溶液体积变化)
(2)溶液中离子浓度的关系是:_______。
(3)其他条件不变,反应I在敞口容器中进行,若反应时间过长反而银的产率降低,银产率降低的可能原因是_______(用离子方程式解释)。
不同时,浸出液中的浓度与含硫化合物总浓度的关系如下图所示(注:含硫化合物总浓度即亚硫酸钠溶液中含硫微粒总浓度)。
(4)时,解释浓度度随含硫化合物总浓度变化趋势的原因_______。
(5)时,浓度随含硫化合物总浓度的变化与时不同,可能的原因是_______。
(6)将II中反应的离子方程式补充完整: (中的化合价可看做0价)
++ _______= _______+_______+ ______________
(7)III中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银浸出率降低。从回收液离子浓度变化和平衡移动的角度分析原因:_______。
4.开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作,科学家开发一种形状记忆陶瓷,它的主要原材料是纳米级。用锆石(含少量、、和)制备纳米级的流程设计如图:
回答下列问题:
(1)锆石杂质中含铁元素,则基态Fe的价电子排布式为________,易被氧化为的原因是________。(从原子结构角度解释)
(2)为提高碱熔率,可采取的措施是________(至少写出两种)。
(3)“酸浸”过程中发生氧化还原反应的离子方程式为________,滤渣2的主要成分是________。
(4)“除铜”过程中,若要完全除掉,溶液中的浓度至少为________mol/L。(已知常温下)
(5)“酸浸”时,得到的溶质主要是,而不是,是因为很容易水解,则水解的化学方程式是________。
(6)若锆石中含有的质量分数是73.2%,在制备的过程中损失10%的锆元素,则1kg锆石理论上能够制得的质量是________g。
5.钯碳催化剂活性高、选择性好,在石油化工、精细化工和有机合成中占有举足轻重的地位。利用废钯碳催化剂回收钯(杂质主要含碳、有机物及少量Fe、Zn等)的工艺流程如图:
已知:
①钯常见的化合价有+2和+4价。钯容易形成配位化合物,如[Pd(NH3)4]Cl2、[Pd(NH3)2]Cl2、[H2Pd(NO3)4]。
②当有硝酸存在时,钯易与硝酸形成稳定的配位化合物。
回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的是_____。
(2)“烧渣”的主要成分是PdO,利用水合肼(N2H4•H2O)在弱碱性环境下还原,产生可以参加大气循