【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(SiO2Fe2O3、CeO2FeO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____________________。濾渣1中加入稀酸AH2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程是為______________________。

3)某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明濾液1中含有Fe2+,他所用的試劑的化學(xué)式為______________。

4)己知溶液中的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,請(qǐng)用離子方程式解釋其作用原理:___________________________ 。

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0.1000mol·L-1FeSO4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的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

【答案】H2SO4 使Fe2+氧化為Fe3+ 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2+4H2O 鐵氰化鉀溶液(或高錳酸鉀溶液) Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ 4Ce3++O2+12OH+2H2O=4Ce(OH)4 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 0.9898%

【解析】

反應(yīng)過(guò)程為:廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì))中加入稀硫酸,FeO轉(zhuǎn)化為FeSO4、Fe2O3轉(zhuǎn)化Fe2(SO4)3存在于濾液1中,濾渣1CeO2SiO2;濾液1中加入稀硫酸和雙氧水,FeSO4被氧化為Fe2(SO4)3,溶液1Fe2(SO4)3溶液,加入硫酸銨混合蒸發(fā)濃縮、常溫晾干后得到硫酸鐵銨晶體;濾渣1中加入稀硫酸和H2O2CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液2中,反應(yīng)為2CeO2 +H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,濾渣2SiO2;濾液2加入堿并通入氧氣將Ce+3氧化為+4Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀Ce(OH)4,反應(yīng)為:4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4,加熱分解Ce(OH)4得到產(chǎn)品CeO2,據(jù)此分析作答。

1)已知:CeO2不溶于稀硫酸,廢玻璃粉末中也不SiO2溶于酸,加入稀硫酸可將CeO2SiO2Fe2O3、FeO分離,因此稀酸A的分子式是H2SO4

2)根據(jù)以上分析可知濾液1中加入H2O2溶液的目的是使Fe2+氧化為Fe3+;濾渣1中加入稀酸AH2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程是為2CeO2 +H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,故答案為:使Fe2+氧化為Fe3+;2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2+4H2O

3)亞鐵離子有還原性能使酸性高錳酸鉀褪色,也與鐵氰化鉀生成藍(lán)色沉淀,故證明濾液1中含有Fe2+的試劑為鐵氰化鉀溶液(或高錳酸鉀溶液);

4)溶液中的Fe2+可以和難溶于水的FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4,根據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+;

5)濾液2為含有Ce3+的溶液,加入堿并通入氧氣將Ce+3氧化為+4Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀Ce(OH)4,反應(yīng)的離子方程式為:4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4

6)硫酸鐵銨晶體溶于水后,由于存在水解反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性,因此可以作為凈水劑,故答案為:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;

5)用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(diǎn),鈰被還原成Ce3+,則Fe2+被氧化為Fe3+,則 Ce(OH)4Ce3+FeSO4 所以n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.1000×25×10-3molm[Ce(OH)4]=0.1000×25×10-3×208g,該產(chǎn)品中Ce(OH)4的純度的表達(dá)式為×100=0.9898%。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是

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c與氯氣反應(yīng)生成的二元取代物有____種,d分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____

2NaF單質(zhì)中燃燒產(chǎn)物的電子式為____。該燃燒產(chǎn)物中化學(xué)鍵的類型為:____。上述元素的最高價(jià)氧化物的水化物中,堿性最強(qiáng)的是____(寫化學(xué)式)。

3AD組成的化合物中,質(zhì)量相同,在氧氣中完全燃燒消耗氧氣最多的是:____

4)關(guān)于(1)中d分子有下列問(wèn)題:

d分子中同一平面的原子最多有____個(gè)。

②若用-C4H9取代d上的一個(gè)H原子,得到的有機(jī)物的同分異構(gòu)體共有____種。

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下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

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B. 中和器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HSO3-OH= SO32-H2O

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D. 進(jìn)入離心機(jī)的分散系是懸濁液

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A. 用圖1所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl

B. 用圖2所示裝置蒸發(fā)KCl溶液制備無(wú)水KCl

C. 用圖3所示裝置可以完成噴泉實(shí)驗(yàn)

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A. 制備SO2

B. 制備CuI并制備少量含SO2的溶液

C. CuI與母液分離并用裝置制得的含SO2的溶液洗滌沉淀

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3)寫出F→G實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:_________________________________________________________。

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①混合物中含A的質(zhì)量為______________;

②所用硫酸溶液物質(zhì)的量濃度為___________

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(3) NaHCO3是冷卻劑,吸收產(chǎn)氣過(guò)程中釋放的熱量而分解,其分解的化學(xué)方程式為____________。

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