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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:217 题号:14693632
某废催化剂主要成分为活性炭和(CH3COO)2Zn,以该废催化剂为原料回收活性炭并制备超细ZnO的实验流程如图:

(1)浸出时ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,参加反应的n(NH3•H2O):n(NaHCO3)=3:1,该反应的离子方程式为___
(2)蒸氨时控制温度为95℃左右,在装置中[Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀。实验室模拟蒸氨装置如题图所示。

①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为___。(填序号)
A.液面上方但不接触液面          B.略伸入液面下       C.伸入溶液底部
②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是___(写出一种)。
(3)46℃、pH约为6.8时,ZnSO4溶液与Na2CO3溶液反应可得碱式碳酸锌。实验室以含少量CuO的ZnO结块废催化剂为原料制备碱式碳酸锌,设计实验方案:___,过滤,洗涤,干燥。(须使用的试剂:稀H2SO4、锌粉、Na2CO3溶液)
(4)所回收的活性炭的吸附性能可通过测定其碘吸附值(1g活性炭能够吸附的碘的质量)分析。测量方法如下:

①将活性炭粉碎并干燥,称取0.5000g试样,放入100mL碘量瓶(如题图所示)中,加入10.00mLHCl溶液,加热微沸后冷却至室温,再加入50.00mL0.1mol•L-1I2标准溶液,盖好瓶塞,振荡一段时间,迅速过滤;
②取10.00mL滤液放入另一碘量瓶,加入100mLH2O,用0.1000mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为10.00mL。计算该样品的碘吸附值___(mg•g-1)。(写出计算过程,实验过程中溶液的体积变化忽略不计)
已知:I2+S2O=I-+S4O(未配平)

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【推荐1】CeO2是一种稀土氧化物,在催化剂、电化学、光学等方面都有重要应用。CeO2是淡黄色固体粉末,难溶于水,熔点为2600°C.回答下列问题:
   
(一)制备CeO2
Ⅰ.取一定量化学计量比的Ce(NO3)3·6H2O和NaOH分别溶解在5mL和35mL的去离子水中,分别磁力搅拌30min后,再将两种液体混合,继续磁力搅拌30min,形成白色絮状沉淀[Ce(OH)3]。将混合溶液加热(并通入O2),在一定温度下反应一段时间。通过离心方法将Ce(OH)4沉淀分离出来。
Ⅱ.用水和无水乙醇分别洗涤Ce(OH)4沉淀3次。
Ⅲ.将洗涤后的样品转入干燥炉中,在60°C下干燥24h,得到淡黄色粉末CeO2.
(1)盛放NaOH溶液的仪器名称为_____。无水乙醇的作用是_____
(2)写出由Ce(OH)3和O2反应制备Ce(OH)4的化学方程式:_____
(二)样品中CeO2[M(CeO2)=172.1gmol-1]纯度的测定
称取mg样品置于锥形瓶中,加入50mL。水及20mL浓硫酸,分批加入H2O2溶液,每次5mL,摇匀,低温加热,直至样品完全溶解。加热除尽锥形瓶中的H2O2,冷却后稀释至250mL,加入5mL10g·L-1AgNO3溶液催化,再加入过量的过硫酸铵[(NH4)2S2O8]溶液,低温加热,将Ce3+氧化成Ce4+,当锥形瓶中无气泡冒出,再煮沸2min。待冷却后,加入5滴邻二氮菲一亚铁指示液,用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗cmol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液VmL。(已知邻二氮菲与Fe2+可形成红色配合物,这种离子可示表为[Fe(phen)3]2+)
(3)加热煮沸过程中,(NH4)2S2O8在溶液中反应生成NH4HSO4和O2,反应的化学方程式为_____
(4)若滴定时锥形瓶中过量的(NH4)2S2O8.未除尽,则测得的CeO2纯度_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);判断滴定终点的方法是_____
(5)样品中CeO2的质量分数w=_____(用含有c、V、m的代数式表示)。
(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。请写出CeO2消除CO尾气的化学方程式:_____
2023-06-13更新 | 68次组卷
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【推荐2】(三草酸合铁酸钾)为可溶于水、难溶于乙醇的翠绿色晶体,是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。实验室制备的流程如下:

(1)基态铁原子的价电子排布图为___________
(2)制备固体的装置如图所示,仪器a的名称为___________,在反应过程中溶液滴加速率不能过快,其原因是___________

(3)为确定是否沉淀完全,可取少许三颈烧瓶中静置分层后的上层清液于试管中,滴入几滴___________(填检验试剂的化学式)溶液,若无明显现象,则说明沉淀完全。
(4)固体和溶液反应的化学方程式为___________
(5)0.1溶液中含碳微粒的粒子浓度大小关系为___________。[已知:
(6)获得翠绿色晶体的“一系列操作”中包含“向浓缩后的溶液中加无水乙醇、冷却结晶”一步,其中加无水乙醇的作用是___________
(7)三草酸合铁酸钾配离子电荷数(n)的测定:称取mg加蒸馏水溶解。将溶液全部通过氯型阴离子交换柱,充分交换出,用100mL容量瓶承接洗脱液。用蒸馏水不断淋洗交换柱,最终配成100mL溶液。取25.00mL于250mL锥形瓶中,加入少量溶液。用0.1标准溶液滴定至终点,消耗溶液VmL。列出n的计算表达式:___________。已知:①;②的摩尔质量为491
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Ⅰ.CO2催化加氢:向含有催化剂的KHCO3溶液中通入H2生成HCOO-
(1)该反应过程中的离子反应方程式为___
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(3)其他条件不变,在相同时间内,HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在40℃~80℃范围内,HCO催化加氢的转化率迅速上升,其原因可能是___。(写出一条即可)在温度超过80℃以后,转化率下降,其原因可能是___。(写出一条即可)

Ⅱ.HCOOH燃料电池:研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示,两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
(4)电池负极电极反应式为:___
(5)放电过程中需补充的物质A___。(填化学式)
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