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。

回答下列問題：

（1）稀酸A的分子式是_____________________________________________。

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

（3）設計實驗證明濾液1中含有Fe2+___________________________________________。

（4）在酸性溶液中，已知Fe2+溶液可以和難溶于水的FeO(OH)反應生成Fe3O4，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，但其在去除酸性廢水中的懸浮物時效率降低，其原因是__________________________________________。

（7）取上述流程中得到的Ce(OH)4產品0.531 g，加硫酸溶解后，用濃度為0.l000 mol·L-1的FeSO 4標準溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce3+ )，消耗25.00 mL標準溶液。該產品中Ce(OH)4的質量分數為______________ (結果保留兩位有效數字)，Mr（Ce）＝140。

Answer 1

【答案】H2SO4使Fe2+氧化為Fe3+取少許濾液1，滴加鐵氰化鉀溶液，有藍色沉淀生成，則證明濾液1中有Fe2+Fe2+ +2FeO(OH) == Fe3O4 +2H+4Ce 3 ++ O2 +12OH－+2H2O ==4Ce(OH)4↓Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+，酸性廢水抑制Fe3+的水解（或水解平衡逆向移動），使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3膠體0.98或98%

【解析】

(1)已知：CeO2不溶于稀硫酸，廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質)中SiO2也不溶于酸，加入稀硫酸可將CeO2和SiO2與Fe2O3、FeO分離，故答案為：H2SO4；

(2)濾液1中加入H2O2溶液的目的是使Fe2+氧化為Fe3+，故答案為：使Fe2+氧化為Fe3+；

(3)設計實驗證明濾液1中含有Fe2+的方法為：取少許濾液1，滴加鐵氰化鉀溶液，有藍色沉淀生成，則證明濾液1中有Fe2+，故答案為：取少許濾液1，滴加鐵氰化鉀溶液，有藍色沉淀生成，則證明濾液1中有Fe2+；

(4)已知Fe2+溶液可以和難溶于水的FeO(OH)反應生成Fe3O4，該反應的離子方程式為Fe2++2FeO(OH)═Fe3O4+2H+，故答案為：Fe2++2FeO(OH)═Fe3O4+2H+；

(5)由濾液2生成Ce(OH)4的反應是濾液2加入堿并通入氧氣將Ce從+3氧化為+4后Ce3+轉化為沉淀Ce(OH)4，離子方程式為：4Ce 3++O2+12OH-+2H2O═4 Ce(OH)4↓，故答案為：4Ce3++O2+12OH-+2H2O═4Ce(OH)4↓；

(6)硫酸鐵銨晶體[Fe2(SO4)32(NH4)2SO43H2O]廣泛用于水的凈化處理，但其在去除酸性廢水中的懸浮物時效率降低，其原因是：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，酸性廢水抑制Fe3+的水解(或水解平衡逆向移動)，使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3膠體，故答案為：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，酸性廢水抑制Fe3+的水解(或水解平衡逆向移動)，使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3膠體；

(7)Ce(OH)4 ～～～～～FeSO4

xmol 0.1000mol/L-1×0.025L

則x=0.0025mol，所以m(Ce(OH)4)=0.0025mol×208g/mol=0.52g，產品中Ce(OH)4的質量分數為×100%=98%，故答案為：98%。