Question

【題目】現有平板電視顯示屏工廠生產過程中丟棄廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質)，某課題組以此粉末為原料回收鈰和硫酸亞鐵晶體，設計實驗流程如下：

資料1：CeO2是一種金屬氧化物，化學性質穩定，與稀硫酸不反應。在H2O2存在的條件下，兩種物質能反應。

資料2：FeSO4容易被空氣中的O2氧化。

(1)寫出①反應的化學方程式______；該反應類型為____反應；為提高①中硫酸的反應效率，可采用的具體措施有_____。(寫一種即可)

(2)將②中所得FeSO4溶液在氮氣環境中蒸發濃縮、____、過濾，得到FeSO4晶體，其中氮氣的作用是______。

(3)請補充完整③反應的化學方程式：2CeO2+3H2SO4+H2O2==Ce2(SO4)3+_____+ ____↑，濾渣B的主要成分是_____。

(4)生產過程中可循環利用的物質是____。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O 復分解反應 加熱、粉碎、攪拌、提高硫酸的濃度等 冷卻結晶(或結晶) 保護氣(或避免FeSO4被空氣中的氧氣氧化) 4H2O O2 SiO2(或二氧化硅) O2(或氧氣)

【解析】

（1）根據丟棄廢玻璃粉末 含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質，和“CeO2是一種金屬氧化物，化學性質穩定，與稀硫酸不反應”，①中只有氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵和水，對應的化學方程式 Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，該反應是兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物的反應，符合復分解反應的特征，屬于復分解反應；為提高①中硫酸的反應效率，可采用的具體措施有加熱、粉碎、攪拌、提高硫酸的濃度等；

（2）由于是獲得硫酸亞鐵晶體，該晶體帶結晶水，所以不能直接蒸干，而是冷卻結晶的辦法獲得晶體，具體操作為：將②中所得FeSO4溶液在氮氣環境中蒸發濃縮、冷卻結晶（或結晶）、過濾，得到FeSO4晶體。由于FeSO4容易被空氣中的O2氧化，所以其中氮氣的作用是 保護氣（或避免FeSO4被空氣中的氧氣氧化）；

（3）根據現有化學方程式2CeO2+3H2SO4+H2O2═Ce2（SO4）3+_____+ ____↑，可知反應前：Ce原子有2個，氧原子為18個，硫原子3個，氫原子8個。反應后現有：Ce原子有2個，氧原子為12個，硫原子3個；缺少8個氫原子和6個氧原子，而還有氣體生成，所以氣體為氧氣，所以對應4個水分子和1個氧分子，結論為：4H2O和O2．由于二氧化硅不溶于水也不和硫酸反應，同時也不和過氧化氫以及硫酸的混合物反應，所以濾渣B的主要成分是 SiO2(或二氧化硅)；

（4）由于在反應③中氧氣是生成物，反應⑤中氧氣是反應物，所以生產過程中可循環利用的物質是O2(或氧氣)。