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行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 mol·L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00 mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为 。 【解题指南】实验流程可提炼如下:
【解析】(1)由实验流程可看出CeO2是一种难溶于水也难溶于稀盐酸的氧化物,洗涤滤渣A的目的是除去可溶性的Fe3+等;检验Fe3+是否洗净的方法是取最后一次洗涤液,加入KSCN溶液,若不出现红色,则说明已洗净。
(2)由CeO2和Ce3+的铈元素价态可看出在酸性条件下CeO2与H2O2发生氧化还原反应:2CeO2+H2O2+6H+
2Ce3++O2↑+4H2O。
(3)萃取剂不能与原溶剂互溶,所以TBP不能与水互溶;萃取操作的主要玻璃仪器还缺少分液漏斗。
(4)由电子得失守恒可得知关系式:Ce(OH)4～FeSO4,故n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.100 0 mol·L-1×0.025 L=0.002 5 mol m[Ce(OH)4]=0.002 5 mol×208 g·mol-1=0.52 g w=
×100%=97.0%。
答案:(1)Fe3+ 取最后一次洗涤液,加入KSCN溶液,若不出现红色,则说明已洗净;反之,未洗净 (2)2CeO2+H2O2+6H+ SiO2
(3)不能 分液漏斗
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2Ce3++O2↑+4H2O
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(4)97.0%
14.(2013·安徽高考·28)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2
转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾
[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 ① ② ③
测得实验①和②溶液中的Cr2
浓度随时间变化关系如图所示。
初始pH 4 5 5 废水样品体 积/mL 60 60 60 草酸溶液 体积/mL 10 10 蒸馏水 体积/mL 30 30 (2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明 ;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)= mol·L-1·min-1(用代数式表示)。 (4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
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假设一:Fe2+起催化作用;
假设二: ; 假设三: ; ??
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2
实验方案 (不要求写具体操作过程) 的浓度可用仪器测定)
预期实验结果和结论 【解题指南】本题为开放性题目,解题时应注意:
(1)抓住有用信息,如“调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验”,结合反应速率的影响因素解题。 (2)H2C2O4氧化产物可根据:
(3)要具备从图像中获取数据并分析的能力。
(4)对溶液中的离子组成具有一定的分析能力和一定的化学实验探究的基本能力。
【解析】(1)由“调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验”可知实验①②是为了对比pH的不同对速率的影响,实验②③是为了对比草酸浓度的不同对速率的影响,所以在实验③中草酸溶液和蒸馏水的总体积为40 mL即可(但不能与实验②的用量相同)。 (2)H2C2O4中C的化合价为+3,被含Cr2
的酸性溶液氧化后只能升高为+4价,故
判断。
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产物为CO2。
(3)图像中曲线的斜率越大,说明反应速率越快,所以由实验①②条件对照可知,pH越小该反应速率越快。Cr2得关系式:Cr2v(Cr3+)=2v(Cr2
~2Cr3+,故 )=
。
,所以假设二、假设三分别为Al3+
氧化H2C2O4后,本身被还原为Cr3+,由质量守恒定律
(4)加入铁明矾后的混合液中含Fe2+、Al3+、S起催化作用、S
起催化作用。
(5)用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验。在此条件下,溶液中只相差Fe2+,若反应进行相同时间后,溶液中c(Cr2液中的c(Cr2答案:(1)
实验 编号 ③
(合理即可) (2)CO2
(3)溶液的pH对该反应的速率有影响 (4)Al3+起催化作用 S(5)
实验方案(不要求写具体操作过程) - 14 -
)大于实验①中的c(Cr2),则假设一成立;若两溶
)相同,则假设一不成立。
初始pH 废水样品体 积/mL 草酸溶液 体积/mL 20 蒸馏水 体积/mL 20
起催化作用
预期实验结果和结论
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用等物质的量的反应进行相同时间后,若溶液中)大于实验①中的c(Cr2),K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实c(Cr2验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2)相同,则假设一不成立 (本题为开放性题目,其他答案合理均可)
15.(2013·福建高考·24)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S
等杂质。某次除杂操作
时,往粗盐水中先加入过量的 (填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的S
,其原因是
[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有 (填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为 。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:
(D)+24NaClO3+12H2SO4
ClO2↑+ CO2↑+18H2O+
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处
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