Question

硝酸鈰銨[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]廣泛應(yīng)用于電子、催化工業(yè)，其合成路線如下：

（1）已知（NH₄）₂Ce（NO₃）₆受熱易分解，某科研小組認(rèn)為反應(yīng)原理如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整：（NH₄）₂Ce（NO₃）₆CeO₂·8OH + 8_____↑；CeO₂·8OHCeO₂+ 4H₂O↑+2O₂↑。
在空氣中加熱（NH₄）₂Ce（NO₃）₆，除固體顏色有變化外，還可觀察到的現(xiàn)象是_________。
（2）步驟Ⅰ中，將Ce（NO₃）₃·6H₂O配成溶液，保持pH到4~5，緩慢加入H₂O₂溶液攪拌混合均勻，再加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH，得到Ce（OH）₄沉淀。該過程中參加反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為___________。
（3）298K時(shí)，K_sp[Ce（OH）₄]＝1×10^—29。Ce（OH）₄的溶度積表達(dá)式為K_sp＝___________。
為了使溶液中Ce^4＋沉淀完全，即殘留在溶液中的c（Ce⁴⁺）小于1×10^—5mol·L^－1，需調(diào)節(jié)pH為______以上。
（4）為了研究步驟Ⅲ的工藝條件，科研小組測(cè)定了（NH₄）₂Ce（NO₃）₆在不同溫度、不同濃度硝酸中的溶解度，結(jié)果如圖。從圖中可得出三條主要規(guī)律：

① （NH₄）₂Ce（NO₃）₆在硝酸中的溶解度隨溫度升高而增大；
② _____________________________________________；
③ _____________________________________________。

Answer 1

（1）NO ；產(chǎn)生紅棕色氣體      （4分，每空2分）
（2）1:2      （3分）
（3）c（Ce⁴⁺）?[c（OH^—）]⁴  （3分） ；8   （2分）
（4）②其它條件相同時(shí)，S隨c（HNO₃）減小而增大     （2分）
③c（HNO₃）越小，溫度對(duì)S的影響越大或c（HNO₃）越大，溫度對(duì)S的影響越小 （2分）

試題分析：（1）根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒、質(zhì)量守恒可知，（NH₄）₂Ce（NO₃）₆CeO₂·8OH + 8NO↑；由于在此過程中有O₂產(chǎn)生，常溫下，NO與O₂反應(yīng)生成紅棕色的NO₂氣體；（2）在配制過程中Ce由+3價(jià)升高到+4價(jià)，作還原劑，H₂O₂中O由—1價(jià)降低到—2價(jià)，作氧化劑，因H₂O₂中含有2個(gè)—1價(jià)的O，根據(jù)得失電子守恒，故氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2；（3）沉淀Ce（OH）₄存在的平衡為Ce（OH）₄（s）Ce⁴⁺（aq）+4OH^—（aq），故K_sp[Ce（OH）₄]=c（Ce⁴⁺）?[c（OH^—）]⁴；c（OH^—）===1×10^—6，298K時(shí)，Kw=1×10^—14，c（H⁺）=1×10^—8，即pH=8；（4）根據(jù)圖像中曲線的走勢(shì)可知，其它條件相同時(shí)，（NH₄）₂Ce（NO₃）₆隨c（HNO₃）減小而增大；根據(jù)圖像中硝酸的濃度變化結(jié)合（NH₄）₂Ce（NO₃）₆的曲線，可知c（HNO₃）越小，溫度對(duì)（NH₄）₂Ce（NO₃）₆的溶解度的影響越大或c（HNO₃）越大，溫度對(duì)（NH₄）₂Ce（NO₃）₆的溶解度的影響越小。