Question

【題目】平板電視顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質)。某課題組以此粉末為原料，設計如下工藝流程對資源進行回收，得到Ce(OH)4和硫酸鐵銨：

已知：

①酸性條件下，鈰在水溶液中有Ce3+、Ce4+兩種主要存在形式，Ce3+易水解，Ce4+有較強氧化性。

②CeO2不溶于稀硫酸。

③硫酸鐵銨[aFe2(SO4)3b(NH4)2SO4cH2O]廣泛用于水的凈化處理。

(1)在氧化環節，下列物質中最適合用作氧化劑B的是 (填序號)。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4

(2)操作Ⅰ的名稱是 ，檢驗硫酸鐵銨溶液中含有NH4+的方法是 。

(3)寫出反應②的化學方程式 。

(4)用滴定法測定制得的Ce(OH)4產品純度。稱取Ce(OH)4樣品→加硫酸溶解→用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定，所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后再進行滴定，則測得該Ce(OH)4產品的質量分數 。(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)

(5)稱取14.00g硫酸鐵銨樣品，將其溶于水配制成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，過濾洗滌沉淀并烘干灼燒至恒重得到1.60g固體；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL，恰好完全反應。通過計算，該硫酸鐵銨的化學式為 。

Answer 1

【答案】(1)b

(2)冷卻結晶；取樣于試管中加入NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氣體，若試紙變藍，即可證明；(3)4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4(4)偏大；

(5)Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O

【解析】

試題分析：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，加入氧化劑C可生成硫酸鐵，所加氧化劑應避免引入新雜質，濾渣B的成分是CeO2；CeO2與H2O2和稀H2SO4反應生成Ce3+和O2；Ce3+加堿生成Ce(OH)3懸濁液；Ce(OH)3懸濁液被氧化生成Ce(OH)4。

(1)在氧化環節，所加氧化劑應避免生成雜質，只能選用過氧化氫，故答案為：b；

(2)根據操作流程判斷，由溶液生成固體，應首先進行蒸發濃縮，然后冷卻結晶，檢驗硫酸鐵銨溶液中含有NH4+，方法為取樣于試管中加入NaOH溶液，加熱，在試管口置一濕潤的紅色石蕊試紙，故答案為：冷卻結晶；取樣于試管中加入NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氣體，若試紙變藍，即可證明；

(3)Ce(OH)3被氧氣氧化為Ce(OH)4，根據質量守恒可知，反應物中有水參與，化學方程式為：4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4，故答案為：4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4；

(4)滴定時所用定量儀器的最小刻度為0.1mL，估讀0.01ml，FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后會被氧化，消耗硫酸亞鐵增大，測定該Ce(OH)4產品的質量分數會偏大；故答案為：偏大；

(5)稱取14.00g樣品，將其溶于水配置成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，過濾洗滌得到沉淀并烘干灼燒至恒重得到1.60g固體為氧化鐵，n(Fe2O3)==0.01mol，生成氫氧化鐵沉淀物質的量為，n(Fe(OH)3)=0.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反應，則n(SO42-)=0.05mol，所以14.00g樣品中含有Fe2(SO4)30.02mol，n(SO42-)為0.1mol，則(NH4)2SO4為0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，則m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，n(H2O)==0.04mol，n(Fe2(SO4)3)：n((NH4)2SO4)：n(H2O)=0.02：0.04：0.04=1：2：2，所以化學式為Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O，故答案為：Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。