碳酸铈[Ce2(CO3)3]是制备稀土发光材料、汽车尾气净化催化剂的重要原料。碳酸铈可由铈...

碳酸铈[Ce2(CO3)3]是制备稀土发光材料、汽车尾气净化催化剂的重要原料。碳酸铈可由铈的氯化物和碳酸氢铵反应制备。甲同学利用下列装置模拟制备Ce2(CO3)3：

已知：i.装置C中溶液为亚硫酸钠溶液；

ii.Ksp[Ce2(CO3)3]=1.00×10-28；

iii.Ce3+易被空气氧化成Ce4+。

(1)装置D中盛放稀盐酸的实验仪器名称为________，装置C中溶液的作用是________。

(2)装置A中发生的化学反应方程式为________。

(3)实验装置中有一处不合理，请针对不合理之处写出改进措施：________。

(4)装置B中制备Ce2(CO3)3反应的离子方程式为________。

(5)实验过程中当Ce3+沉淀完全时，溶液中为________。

(6)Ce2(CO3)3在装置B中沉淀，然后经过静置、过滤、洗涤、干燥后即可得到产品。检验产品是否洗涤干净的方法为________。

(7)为测定产品中Ce2(CO3)3的纯度，取产品加入稀硫酸、溶液至全部溶解，配成溶液，取溶液用的溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+)，消耗溶液，则产品中Ce2(CO3)3的纯度为________。

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二氧化铈(CeO2) 是一种重要的稀土化合物，汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理，不仅可以降低催化剂的成本，还可以提高催化效能。以氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F) 为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:

已知i.Ce4+能与F-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:Ce4++n(HA)2CeH2n-4A2n)+4H+，而Ce3+ 则不能。

回答下列问题:

（1）CeCO3F 中铈元素的化合价为_____，“氧化焙烧”过程中可以加快反应速率的方法是_____(答出两点即可)。

（2）“萃取”时，选用(HA)2作为萃取剂，(HA)2需满足的条件是________；“萃取”后的水层中含有的主要阴离子是________。

（3）“反萃取”时加入H2SO4的作用是__________；加入H2O2的作用是_______(结合离子方程式说明)

（4） 浸渣经处理可得Ce(BF4)3，在KCl溶液中加入Ce(BF4)3，发生如下反应:Ce(BF4)3(s)+3K+(aq)3KBF4(s)+Ce3+(aq)

一定温度时，Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b，若上述反应体系中K+的物质的量浓度为cmol/L，则Ce3+的物质的量浓度为______mol/L。

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铈是一种重要的稀土金属元素，纳米CeO2可作抛光材料、催化剂载体(助剂)、汽车尾气吸收剂等，制备纳米CeO2的工艺流程如下(高铈中Ce显+4价):

回答下列问题:

(1)酸浸过程中，为了加快酸浸速率．可以采取的措施有________(写一条即可)。

(2)H2O2的作用是________．

(3)为了使硫酸铈溶液中的Ce3+沉淀完全，需加入氨水调节溶液pH至少为________。(已知:Ksp[Ce(OH)3]= 1．0×10-20，当离子浓度≤1．0×10-5mol/L， 认为离子沉淀完全)

(4)氧化过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________

(5)检验制备的CeO2是否为纳米级的方法是将产品分散至水中，________。

(6)高铈离子被还原的速率与温度的关系如图所示。图像中，温度高于T0时，高铈离子被还原的速率逐渐减小的原因是________。

(7)测定Ce(OH)4样品纯度：取mg样品用适量稀硫酸溶解后，加蒸馏水稀释至250 mL。准确量取出20．00 mL溶液于锥形瓶中，滴加几滴指示剂，用c mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点并记录消耗标准溶液的体积，将上述步骤重复3次，记录消耗标准溶液的平均体积为VmL。产品的纯度为________。

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化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是

A.泡沫灭火器内分别装有硫酸铝、碳酸钠溶液以及发泡剂

B.采取“静电除尘”、“燃煤固硫”、“汽车尾气催化净化”等方法，可提高空气质量

C.铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单

D.DNOP(邻苯二甲酸二辛酯)是一种由邻苯二甲酸和正辛醇经酯化反应而得的一种酯类有机化合物，常用作增塑剂、溶剂以及气相色谱固定液，对人体无害，可用作食品添加剂

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碳酸锰(MnCO3) 是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业。

(1) 工业上制备方程式为：MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3 ↓+ (NH4)2SO4+CO2 ↑+H2O。反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3，且控制溶液的pH为6.8~7.4。加入稍过量的NH4HCO3的目的是_____。

(2) 实验室模拟工业二氧化锰制备硫酸锰装置如图4所示。

①石灰乳的作用是________。

②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有________。

(3) MnCO3 在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，且其固体残留率随温度的变化如图5 中A、B、C、D 点所示。则300℃时，剩余固体中锰元素与氧元素的物质的量之比即n(Mn) :n(O)为_______； 图中点D 对应固体的成分为______ (填化学式)。

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碳酸锰（MnCO3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业。

（1）工业上制备方程式为：MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O。反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3，且控制溶液的pH为6.8～7.4．加入稍过量的NH4HCO3的目的是　　 　　　　　　　 。

（2）实验室模拟工业二氧化锰制备硫酸锰装置如图

①石灰乳参与反应的化学方程式为　 　　　　　　　 　 。

②反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有　 　　　　　　　　　 　 。

（3）MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃时，剩余固体中n(Mn）∶n(O）为　　 　　　　　　 ；图中点D对应固体的成分为　 　　　　　　 （填化学式）。

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硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺。

I尾气的吸收和综合利用。

以工业制硫酸的尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氯铵和KCI为原料可以合成硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

（1）反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　 。

（2）反应Ⅳ的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）反应V在25℃、40%的乙二醇溶液中进行，该反应能顺利进行的原因为　　　　　　　　 。

Ⅱ催化剂的回收利用。

SO2的催化氧化所使用的催化剂为V2O5，实际生产中，催化剂在使用一段时间后，会含有V2O5、VOSO4和SiO2等，其中VOSO4。能溶于水。回收V2O5，的主要流程如下：

（4）若反萃取使用的硫酸用量过大，进一步处理时会增加____　　　　　 的用量。

（5）浸取还原过程的产物之一是VOSO4，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。

氧化过程的化学方程式为KClO3+6VOSO4+3H2SO4= 2(VO)2(SO4)3+KCl+3H2O；若两步所用试剂Na2SO3与KC1O3的物质的量之比为12：7，则该催化剂中V2O5、VOSO4的物质的量之比为　　　　　　　　　　 。

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近年来，我国机动车保有量持续增长，汽车尾气排放已成为城市的主要污染源，汽车尾气催化净化成为及其重要的环保产业。回答下列问题：

(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H<0。　 在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①第一次达平衡时，NO的转化率为_____________ ，T1℃时，该反应的平衡常数K＝_______________。

②30min后只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________;

③若保持与上述反应前30min的反应条件不变，起始时NO的浓度为2.50mol·L-1，则反应达平衡时c(NO)=________。

④若升高温度为T2℃，该反应是平衡常数K减小，原因是_______________。

(2)在汽车排气管加装催化转换器，可有效降低污染物的浓度。已知，催化转换器的效率计算：

ηi= ×100%。ηi为排气污染物i的催化效率；c1(i)为排气污染物i在入口处的浓度；c2(i)为排气污染物i在出口处的浓度。JPG三元催化剂的部分实验数据如下表：

①在上述条件下，η(CO)、η(NOx)均达100%，η(CxHy)=_____________。

②两种不同的催化剂JFG和HPA-8在不同温度、流量下CxHy的去除率如图所示：

比较两种催化剂在不同温度下对CxHy的转化效率，由此可得出的结论是____________。

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汽车尾气污染是造成雾霾天气的重要原因之一，解决这个问题除了限制汽车出行外，更重要的是研发催化汽车尾气的转化技术，该技术中催化剂及载体的选择和改良是关键。某稀土催化剂转化汽车尾气示意图如图：

（1）下列有关说法正确的是__________

a.C5H8与CH3CH=CH2一样，分子中碳原子都采用的是sp3杂化

b.H2O、CO2、N2都是非极性分子

c．每个CO2分子中，含有2个π键和2个σ键

d．CO的一种等电子体为NO＋，它的电子式为[：N⋮⋮O：]＋

（2）CO与Fe可生成羰基镍[Fe(CO)5]，已知其中铁为0价，铁原子在基态核外电子排布式为___________；[Fe(CO)5]的配位原子是________，理由是________。

（3）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________。Al2O3晶体熔点高是耐火材料，AlCl3晶体易升华，熔点低，工业上电冶制取铝用前者而不用后者的原因是________。

（4）钙钛矿型复合氧化物也可作为汽车尾气转化的催化剂。一种复合氧化物晶胞结构如有图，则与每个Sr2+与_____个O2-紧邻；若Sr2+与O2-紧邻的核间距为apm，阿伏伽德罗常数为NA，则该氧化物晶体密度的计算表达式为_________。

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