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(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)）。某課題小組以此粉末為原料，設(shè)計(jì)資源回收的工藝流程如圖：

（1）寫(xiě)出第①步反應(yīng)的離子方程式__。濾液A中的用途是___。

（2）向?yàn)V液B中加入過(guò)量試劑a可用于制備綠礬(FeSO4·7H2O)，試劑a是__（填物質(zhì)名稱）充分反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾得到FeSO4溶液。再經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌等操作步驟得到綠礬。檢驗(yàn)所加試劑a已經(jīng)過(guò)量，使用的試劑和判斷的依據(jù)分別是__、__。

（3）寫(xiě)出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式__。

（4）取上述流程中得到的Ce(OH)4［摩爾質(zhì)量為208g·mol-1產(chǎn)品0.500g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（鈰被還原為Ce3+）消耗20.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__（保留四位有效數(shù)字?jǐn)?shù)）。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，會(huì)使測(cè)定結(jié)果__。（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）

Answer 1

【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 黏合劑、耐火阻燃材料、制備硅膠等 鐵粉 KSCN溶液 溶液不變色 2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O 83.20% 偏高

【解析】

流程第①步反應(yīng)廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后過(guò)濾，得到濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2；濾渣A（Fe2O3、CeO2）加稀硫酸后過(guò)濾得濾液B是硫酸鐵溶液，濾渣B的成分是CeO2；第③步反應(yīng)CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+和O2；第④步反應(yīng)Ce3+加堿生成Ce（OH）3懸濁液；第⑤步反應(yīng)Ce（OH）3懸濁液被氧化生成Ce（OH）4，據(jù)此分析解答。

（1）根據(jù)廢玻璃粉末的成分(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì))，可知能與氫氧化鈉反應(yīng)的是二氧化硅。其離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，反應(yīng)所得硅酸鈉溶液作用有黏合劑、耐火阻燃材料、制備硅膠等，故答案為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；黏合劑、耐火阻燃材料、制備硅膠等；

（2）濾液B是硫酸鐵溶液，則試劑a為鐵粉，若鐵粉過(guò)量則溶液中沒(méi)有Fe3+，檢驗(yàn)Fe3+可以用KSCN溶液，若溶液不變色則說(shuō)明沒(méi)有Fe3+，說(shuō)明試劑a已經(jīng)過(guò)量，故答案為：鐵粉；KSCN溶液；溶液不變色；

（3）第③步反應(yīng)CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+和O2，反應(yīng)方程式為：2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O，故答案為：2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O；

（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移守恒知，n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)= 0.1000mol·L-1×0.02L=0.002mol，則Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為；若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，則消耗的標(biāo)準(zhǔn)液偏多，會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏高，故答案為：83.20%；偏高。