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解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷174
稀土有工业“黄金”之称,我国稀土资源丰富。目前从氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:

(1)选矿是整个矿产品生产过程中的重要环节。一般可采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等方法,将有用矿物与脉石矿物(无用矿物)分离。氟碳铈矿浮选过程中采用不同捕收剂BHA和SHA(浓度均为2×10-4mol/L)时,pH值对氟碳铈矿浮选回收率的影响如图所示。浮选时应选择的最佳捕收剂是___________(填“BHA”或“SHA”),其对应的最佳pH值为___________

(2)CeFCO3中Ce的化合价为___________
(3)在空气中进行氧化焙烧时由于水蒸气的参与,可产生一种有毒并对陶瓷设备有腐蚀作用的气体,其化学式为____
(4)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,则酸浸时发生反应的离子方程式为___________
(5)为了提高酸浸率,可以适当提高反应温度,但若温度偏高浸出率反而会减小,其原因是___________
(6)HT是一种有机萃取剂,则操作I的名称为___________
(7)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到Ce(OH)4的化学方程式:___________
(8)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。利用CeO2消除CO尾气后,CeO2(1-x)中Ce的化合价为+3价、+4价。若x=0.2,则Ce(III)与Ce(IV)的原子个数比为___________
21-22高三上·黑龙江哈尔滨·期末
知识点:基于氧化还原反应守恒规律的计算化学反应条件的控制及其应用物质分离、提纯综合应用常见无机物的制备 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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稀土有工业“黄金”之称,我国稀土资源丰富。目前从氟碳铈矿(主要化学成分为CeFCO3)提取铈族稀土元素的冶炼处理工艺已经发展到十几种,其中一种提取铈的工艺流程如下:

已知:①焙烧后烧渣中含+4价的铈及+3 价的其它稀土氟氧化物:
②Ce4+能与SO42-结合成CeSO4,Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取。
 请回答下列问题:
(1)CeFCO3中,Ce 元素的化合价为_____
(2)“酸浸I”过程中CeO2转化为Ce3+,且产生黄绿色气体,用稀硫酸和H2O2,替换HCl 就不会造成环境污染。则稀硫酸.H2O2 与CeO2反应的离子方程式为:__________
(3)“沉淀”步骤中发生的反应为:Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)=3KBF4(s)+CeCl3 (aq)。已知Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则该反应的平衡常数为 ______( 用含a、b 的代数式表示)。
(4)“浸 出 液”中含有少量Ce4+及其他稀土元素 的离子,可以通过“萃取”与“反萃取寻探作进一步分离、富集各离子。“萃取”时Ce4+与萃取剂[(HA)2]存在的反应为:Ce4++n(HA)2Ce(H2a-4A2a)+4H+。 用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=  ) 其它条件不变,在浸出液中加入不同量的NaSO4以改变水层中的c(SO42-), D 随浸出液中c(SO42-)增大而减小的原因是__________
(5)“操作I”后,向溶液中加入NaOH 溶液,调节溶液的pH 可获得Ce(OH)3沉淀,当溶液中离子浓度小于1.0×10-6 mol/L视为沉淀完全,常温下加入NaOH 调节溶液的pH 应大 于 _______ [已知:Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21 ;1g2=-0.3]
(6)写出“氧化”步骤的化学方程式:_______________
(7)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CeO消除CO 尾气的化学方程式:________________
二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeCO3F)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:

已知:i.Ce4+能与Fˉ结合成[CeFx](4-x)+,也能与SO42-结合成[CeSO4]2+
ⅱ.在硫酸体系中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)2 Ce(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(),D随起始料液中c()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()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:___________

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