Question

【題目】二氧化鈰（CeO2）是一種重要的稀土氧化物，平板電視顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質）。某課題組以此粉末為原料，設計如下工藝流程對資源進行回收，得到純凈的CeO2和硫酸鐵銨晶體。

已知：CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。

（1）稀酸A的分子式是___________________。

（2）濾液1中加入H2O2溶液的目的是________________________________。

（3）某同學設計實驗證明濾液1中含有Fe2+，他所用的試劑為________________。

（4）已知溶液中的Fe2+可以和難溶于水的FeO(OH)反應生成Fe3O4，請書寫該反應的離子方程式___________________________________。

（5）由濾液2生成Ce(OH)4的離子方程式_____________________。

（6）硫酸鐵銨晶體[Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·3H2O]廣泛用于水的凈化處理，請用離子方程式解釋其作用原理：______________________________，相對于去除中性廢水，其在去除酸性廢水中的懸浮物時效率_________（填“增強”或“降低”）。

Answer 1

【答案】 H2SO4 使Fe2+氧化為Fe3+ 鐵氰化鉀溶液（或高錳酸鉀溶液） Fe2+ +2FeO(OH)=Fe3O4 +2H+ 4Ce 3 ++ O2 +12OH－+2H2O ==4 Ce(OH)4↓ Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 降低

【解析】由已知結合流程，玻璃粉末加稀酸A后，所得濾液1含有Fe2+、Fe3+，濾渣1為H2SiO3和CeO2；濾渣1中的CeO2與稀酸A和H2O2反應生成濾液2（含Ce3+），濾渣2為不反應的H2SiO3；濾液2經過一系列反應生成CeO2；濾液1在酸性條件下與H2O2反應，將Fe2+氧化為Fe3+，所得溶液1與硫酸銨經過一系列變化得到硫酸鐵銨晶體。

（1）因為流程中最后得到硫酸鐵銨晶體，所以稀酸A應為：H2SO4。

（2）由上述分析知，濾液1中加入H2O2溶液的目的是：使Fe2+氧化為Fe3+。

（3）因為濾液1中含有Fe3+，所以要證明濾液1中含有Fe2+，可用鐵氰化鉀溶液（或高錳酸鉀溶液）。

（4）已知溶液中的Fe2+可以和難溶于水的FeO(OH)反應生成Fe3O4，根據原子守恒和離子守恒，還生成H+，該反應的離子方程式為：Fe2+ +2FeO(OH)=Fe3O4 +2H+。

（5）濾液2含有Ce3 +，在堿性條件下被O2氧化成Ce(OH)4，離子方程式為：4Ce3 ++ O2 +12OH－+2H2O =4 Ce(OH)4↓。

（6）硫酸鐵銨晶體凈水原理是溶解后溶液中的鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附懸浮雜質的作用，可以凈水，反應的離子方程式為：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+；因為酸性溶液會抑制Fe3+水解，所以相對于去除中性廢水，其在去除酸性廢水中的懸浮物時效率會降低。