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、FeO等物質(zhì)）。某課題組以此粉末為原料，設(shè)計(jì)如下工藝流程對(duì)資源進(jìn)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(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(yīng)生成Fe3O4，請(qǐng)書(shū)寫(xiě)該反應(yīng)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。相對(duì)于去除中性廢水，其在去除酸性廢水中的懸浮物時(shí)效率_________（填“增強(qiáng)”或“降低”）。

（7）取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.531 g，加硫酸溶解后，用濃度為0.l000mol·L-1FeSO 4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)（鈰被還原為Ce3+ )，消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。

該產(chǎn)品中Ce(OH)4的純度為__________________。（保留兩位有效數(shù)字）

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↓ 降低 =98%（或0.98）

【解析】（1）根據(jù)流程中后面出現(xiàn)的硫酸鹽，可推出稀酸A為稀硫酸，其分子式是：H2SO4；（2）根據(jù)后面所得產(chǎn)品為硫酸鐵銨晶體，鐵應(yīng)該為+3價(jià)，而廢玻璃粉末中含有氧化鐵和氧化亞鐵，濾液1中加入H2O2溶液的目的是使Fe2+氧化為Fe3+，以免產(chǎn)品不純；（3）濾液1中含有鐵離子，若要檢驗(yàn)其中還含有Fe2+，必須利用亞鐵離子具有的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，而不能再利用氧化劑和KSCN溶液進(jìn)行檢驗(yàn)，所用試劑可以為：鐵氰化鉀溶液或高錳酸鉀溶液；（4）根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒可得：Fe2+和難溶于水的FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4的離子方程式為：Fe2+ +2FeO(OH)=Fe3O4 +2H+；（5）濾液2 Ce 3 +在堿性條件下與被氧氣氧化生成Ce(OH)4沉淀的離子方程式為：4Ce3 ++ O2 +12OH－+2H2O =4 Ce(OH)4↓；（6）硫酸鐵銨晶體用于水的凈化處理是利用鐵離子水解產(chǎn)生氫氧化鐵膠體，吸附水中的懸浮物，酸性廢水中氫離子抑制鐵離子的水解，故在去除酸性中的懸浮物時(shí)效率降低；（7）根據(jù)電子守恒Ce從+4價(jià)變?yōu)?/span>+3價(jià)，鐵由+2價(jià)變?yōu)?/span>+3價(jià)，則建立關(guān)系式：Ce(OH)4～FeSO4，設(shè)該產(chǎn)品中Ce(OH)4的純度為x，則：

Ce(OH)4～FeSO4

1 1

0.1000mol/L×0.025L，

解得：x==0.98=98%。