水晶石是生产玻璃的原料,工业上回收水晶石废料(主要含SiO2,还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等)中的...
问题详情:
水晶石是生产玻璃的原料,工业上回收水晶石废料(主要含SiO2,还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等)中的SiO2并富集稀土元素Ce(铈)元素的一种流程如下:
已知CeO2不溶于水,微溶于稀*。
(1)玻璃工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3在高温下反应制普通玻璃,则生成硅**的化学方程式为______。
(2)“还原”时发生反应的离子方程式为______。
(3)“还原”时稀硫*应适当过量,目的除保*反应充分进行及加快反应速率外,还有______。还原时控制其他条件一定,只改变反应的温度,所得SiO2产品的纯度如图所示。超过70℃所得SiO2产品纯度下降的原因是______。
(4)洗涤SiO2的方法是______。
(5)向Ce2(SO4)3溶液中加入H2C2O4会析出Ce2(C2O4)3·10H2O晶体,晶体在N2气流中加热300℃时,生成CeO2、CO和CO2三种氧化物,写出Ce2(C2O4)3固体加热到300℃时反应的方程式______。
【回答】
Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 抑制Ce3+的水解 H2O2大量分解导致CeO2不能完全被还原而混入SiO2中 向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复*作2~3次 Ce2(C2O4)3 2CeO2+4CO↑+2CO2↑
【解析】
工业上回收水晶石废料(主要含SiO2,还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等)中的SiO2并富集稀土元素Ce(铈)元素的一种流程中,先向水晶石废料中加入稀盐*进行*浸,CeO2与盐*反应程度较低,SiO2不与盐*反应,CaO、MgO、Na2O都转化为可溶*盐,然后将反应液过滤,滤渣中含有CeO2、SiO2,再向滤渣中加入H2O2、H2SO4发生氧化还原反应,CeO2被还原为Ce2(SO4)3,SiO2不反应,然后将反应液过滤,滤渣中主要成分为SiO2,然后将滤渣经过洗涤、干燥得到SiO2产品,以此解答。
【详解】
(1)SiO2与Na2CO3在高温下反应生成硅**、二氧化碳,其化学反应方程式为Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑;
(2)由上述分析可知,“还原”时是CeO2与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应,CeO2被还原为Ce2(SO4)3,H2O2被氧化为O2,化学反应方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(3)Ce2(SO4)3属于强*弱碱盐,在水中会发生水解,“还原”过程中稀硫*适当过量,可抑制Ce3+水解和*反应充分进行及加快反应速率;H2O2属于不稳定化合物,受热易分解,“还原”过程中H2O2是反应物,若反应过程中温度高于70℃,H2O2会大量分解,导致CeO2不能充分反应,反应结束过滤后,滤渣中还含有大量CeO2导致SiO2产品的纯度降低;
(4)洗涤SiO2的过程中,是除去SiO2表面的H2SO4、Ce2(SO4)3等,因此可直接用水洗涤,具体*作为:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复*作2~3次;
(5)Ce2(C2O4)3·10H2O晶体在N2气流中加热300℃时,生成CeO2、CO和CO2三种氧化物,其中N2的作用是保持防止空气中氧气参加反应影响实验结果,因此Ce2(C2O4)3固体加热到300℃时,生成CeO2、CO和CO2三种氧化物,反应过程中Ce元素化合价由+3升高至+4,C元素化合价一部分由+3升高至+4,一部分由+3降低至+2,假设有1mol Ce2(C2O4)3参加反应,其中化合价降低的C原子为x mol,则化合价升高的C原子为(6-x)mol,根据氧化还原反应化合价升降守恒可知:2+(6-x)=x,解得x=4,因此该反应化学方程式为Ce2(C2O4)3 2CeO2+4CO↑+2CO2↑。
知识点:氧化还原反应
题型:综合题
-
下列加点词注音全对的一项是( )A.浣女(huàn) 谄媚(xiàn) 邂逅(xiè)B.惘然(wǎn...
问题详情:下列加点词注音全对的一项是( )A.浣女(huàn) 谄媚(xiàn) 邂逅(xiè)B.惘然(wǎnɡ) 纶巾(ɡuān) 铜钿(tián)C.湓浦(pǔ) 贾人(ɡǔ) 嘲哳(zāo)D.迸发(bènɡ) 谪居(zhé) 锦瑟(sì)【回答】【*】B【解析】试题分析:A.Chǎn,C.zhāo,D.s...
-
打秋千时,为使秋千越荡越高,人应有一个从直立到蹲下,又从蹲下到站直的过程.则打秋千时 A.人的机械能是守...
问题详情:打秋千时,为使秋千越荡越高,人应有一个从直立到蹲下,又从蹲下到站直的过程.则打秋千时 A.人的机械能是守恒的 B.人应在最低点站起来 C.人应在最高点站起来 D.人在最低点时失重【回答】C知识点:未分类题型:选择题...
-
下列与实验相关的叙述正确的是 A.稀释浓硫*时,应将蒸馏水沿烧杯内壁缓慢地注入浓硫*中B.配制溶液时,若加水...
问题详情:下列与实验相关的叙述正确的是 A.稀释浓硫*时,应将蒸馏水沿烧杯内壁缓慢地注入浓硫*中B.配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出C.配制1mol·L-1300mLNaCl溶液可以选择一个50mL的容量瓶和一个250mL的容量瓶D.可以用右图装置进行*气的...
-
造成太平天国运动与以往农民起义具有新的不同特点的主要原因是( )A.领导阶级不同 B.所处的...
问题详情:造成太平天国运动与以往农民起义具有新的不同特点的主要原因是( )A.领导阶级不同 B.所处的时代不同C.指导思想不同 D.起义*组成不同【回答】B知识点:近代*反侵略求*的斗争太平天国运动题型:选择题...
相关文章
- 某厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O...
- 以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草*锌晶体(Z...
- 某实验室以含镍废料(主要成分为NiO,还含有少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备Nix...
- 工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产ZnSO4...
- 无水*化钙在工业上有广泛的用途。以石灰石矿粉(含有SiO2、Fe2O3、MgSO4等杂质)为原料,生产无水*化...
- 实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO...
- 重晶石矿石主要含有BaSO4,还含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO2、FeS2、Na2O、K2...
- 工业上用含锰废料(主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并...
- 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、A12O3和Fe2...
- 硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO...