Question

18．平板電視顯示屏生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末，其中含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量不溶于稀酸的物質(zhì)．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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，檢驗(yàn)濾渣A是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則已洗凈，反之，未洗凈．
（2）第②步反應(yīng)的離子方程式是2CeO₂+H₂O₂+6H⁺═2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
（3）取上述流程中得到的Ce（OH）₄產(chǎn)品0.5g，加硫酸溶解后，用0.100 0mol•L^-1FeSO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到終點(diǎn)時(shí)（Ce⁴⁺被還原為Ce³⁺），消耗20.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce（OH）₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.3%（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）．

Answer 1

分析 根據(jù)該反應(yīng)過(guò)程為：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化FeCl₃存在于濾液中，濾渣為CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂轉(zhuǎn)化為Ce³⁺，濾渣為SiO₂；③加入堿后Ce³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，④通入氧氣講Ce從+3氧化為+4，得到產(chǎn)品；
（1）CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，根據(jù)Fe₂O₃轉(zhuǎn)化FeCl₃書(shū)寫(xiě)方程式；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒來(lái)分析；
（3）根據(jù)電子守恒建立關(guān)系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后進(jìn)行計(jì)算求出Ce（OH）₄的質(zhì)量，最后求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化FeCl₃，化學(xué)方程式是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
故答案為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反應(yīng)生成轉(zhuǎn)化為Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反應(yīng)的離子方程式為：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂ ↑+4H₂O；
故答案為：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂ ↑+4H₂O；
（3）Ce（OH）₄ ～FeSO₄
0.002mol 0.1000mol/L^-1×0.02L
所以m（Ce（OH）₄）=0.002mol×208g/mol=0.416g，產(chǎn)品中Ce（OH）₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.416}{0.5}$×100%=80.3%，
故答案為：80.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題以工藝流程為基礎(chǔ)，考察化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、元素及化合物知識(shí)、化學(xué)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識(shí)．