Question

11．廢舊顯示屏玻璃中含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物質(zhì)．某課題小組以此玻璃粉末為原料，制得Ce（OH）₄和硫酸鐵銨礬[Fe₂（SO₄）₃•（NH₄）₂SO₄•24H₂O]，流程設(shè)計如下：

已知：Ⅰ．酸性條件下，鈰在水溶液中有Ce³⁺、Ce⁴⁺兩種主要存在形式，Ce⁴⁺有較強氧化性；Ⅱ．CeO₂不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液．
回答以下問題：
（1）反應(yīng)①的離子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（2）反應(yīng)②中H₂O₂的作用是氧化使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺．
（3）反應(yīng)③的離子方程式是2GeO₂+6H⁺+H₂O₂=2Ge³⁺+4H₂O+O₂↑．
（4）已知有機物HT能將Ce³⁺從水溶液中萃取出來，該過程可表示為：2Ce³⁺ （水層）+6HT（有機層）═2CeT₃（有機層）+6H⁺（水層）
從平衡角度解釋：向CeT₃ （有機層）加入H₂SO₄獲得較純的含Ce³⁺的水溶液的原因是混合液中加入H₂SO₄使c（H⁺）增大，平衡向形成Ge³⁺水溶液方向移動．
（5）硫酸鐵銨礬[Fe₂（SO₄）₃•（NH₄）₂SO₄•24H₂O]廣泛用于水的凈化處理，其凈水原理用離子方程式解釋是Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃+3H⁺．

Answer 1

分析 廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后過濾，得到濾渣A的成分是Fe₂O₃、CeO₂、FeO；濾渣A（Fe₂O₃、CeO₂、FeO）加稀硫酸后過濾得濾液B是硫酸亞鐵溶液，加入硫酸和氧化劑過氧化氫可生成溶液C中為硫酸鐵，所加氧化劑過氧化氫不引入新雜質(zhì)，加熱蒸發(fā)得到溶液D為飽和硫酸鐵溶液，在溶液中加入硫酸銨溶液得到硫酸鐵銨礬；濾渣B的成分是CeO₂；CeO₂與H₂O₂和稀H₂SO₄反應(yīng)生成Ce³⁺和O₂，加入HT硫酸萃取，將Ce³⁺從水溶液中萃取出來，Ce³⁺加堿和氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ce（OH）₄，以此解答該題．

解答 解：（1）反應(yīng)①是二氧化硅溶于氫氧化鈉溶液中生成硅酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（2）反應(yīng)②中H₂O₂的作用是氧化使亞鐵離子為鐵離子，故答案為：氧化使Fe²⁺轉(zhuǎn)化為Fe³⁺；
（3）反應(yīng)③是酸性溶液中CeO₂被過氧化氫還原生成Ce³⁺離子，過氧化氫被氧化生成氧氣，反應(yīng)的離子方程式2GeO₂+6H⁺+H₂O₂=2Ge³⁺+4H₂O+O₂↑，
故答案為：2GeO₂+6H⁺+H₂O₂=2Ge³⁺+4H₂O+O₂↑；
（4）有機物HT能將Ce³⁺從水溶液中萃取出來，該過程可表示為：2Ce³⁺（水層）+6HT（有機層）═2CeT₃（有機層）+6H⁺（水層），加入硫酸增大氫離子濃度，平衡逆向進行向形成Ge³⁺水溶液方向移動，獲得較純的含Ce³⁺的水溶液；
故答案為：混合液中加入H₂SO₄使c（H⁺）增大，平衡向形成Ge³⁺水溶液方向移動；
（5）硫酸鐵銨礬[Fe₂（SO₄）₃•（NH₄）₂SO₄•24H₂O]廣泛用于水的凈化處理，其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(zhì)的作用，可以凈水，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃+3H⁺，故答案為：Fe³⁺+3H₂O=Fe（OH）₃+3H⁺．

點評 本題以工藝流程為基礎(chǔ)，考查了化學(xué)實驗基本操作、元素及化合物知識反應(yīng)等相關(guān)知識，提純制備，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，注意把握實驗的原理和操作方法，題目難度中等．