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）某同學設計實驗證明濾液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)反應生成Fe3O4，請書寫該反應的離子方程式_____________________________________________________________________________。

（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。相對于去除中性廢水，其在去除酸性廢水中的懸浮物時效率_________（填“增強”或“降低”）。

（7）取上述流程中得到的Ce(OH)4產品0.531 g，加硫酸溶解后，用濃度為0.l000mol·L-1FeSO 4標準溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce3+ )，消耗25.00 mL標準溶液。

該產品中Ce(OH)4的純度為__________________。（保留兩位有效數字）

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）根據流程中后面出現的硫酸鹽，可推出稀酸A為稀硫酸，其分子式是：H2SO4；（2）根據后面所得產品為硫酸鐵銨晶體，鐵應該為+3價，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+，以免產品不純；（3）濾液1中含有鐵離子，若要檢驗其中還含有Fe2+，必須利用亞鐵離子具有的性質進行檢驗，而不能再利用氧化劑和KSCN溶液進行檢驗，所用試劑可以為：鐵氰化鉀溶液或高錳酸鉀溶液；（4）根據質量守恒和電荷守恒可得：Fe2+和難溶于水的FeO(OH)反應生成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效率降低；（7）根據電子守恒Ce從+4價變為+3價，鐵由+2價變為+3價，則建立關系式：Ce(OH)4～FeSO4，設該產品中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%。