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，其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質。二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物，某課題組以此粉末為原料回收鈰，設計實驗流程如下：

(1)第①步反應的化學方程式是___________________________________________________，

檢驗濾渣A是否洗凈的方法是____________________________________________________。

(2)第②步反應的離子方程式是___________________________________________________。

(3)萃取是分離稀土元素的常用方法，化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來。實驗室進行萃取操作需要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前需要進行的操作是________；TBP是一種磷酸三丁酯，產物應該從分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。

(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產品0.5 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol·L－1 FeSO4標準溶液滴定終點時(鈰被還原為Ce3＋)，消耗20.00 mL標準溶液，該產品中Ce(OH)4的質量分數為________(保留小數點后一位)。

Answer 1

【答案】Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O 取最后一次洗滌液，滴加KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈 2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O 檢查是否漏液 上口倒出 83.2%

【解析】

（1）根據含有成分，Fe2O3為堿性氧化物，與HCl反應：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，SiO2為酸性氧化物，不與鹽酸反應，根據流程圖CeO2殘留在濾渣A中，CeO2不與鹽酸反應；濾渣表面雜質為HCl和FeCl3等，因此檢驗濾渣是否洗凈，需要檢驗Fe3＋是否存在即可，操作：取最后一次洗滌液，滴加KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；（2）濾液B中得到Ce3＋，廢玻璃粉中CeO2中的Ce化合價為＋4價，CeO2為氧化劑，H2O2為還原劑，離子方程式為2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋4H2O＋O2↑；（3）分液漏斗使用時，先檢驗是否漏液；TBP為酯，是密度小于水且不溶與水的液體，分液后在上層，因此應從上口倒出；（4）根據得失電子數目守恒，因此有20×10－3×0.1×1=n[Ce(OH)4]×1，解得n[Ce(OH)4]=2×10－3mol，m[Ce(OH)4]=2×10－3×208g=0.416g，則該產品的質量分數為0.416/0.5×100%=83.2%。