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(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì))。某課題小組以此粉末為原料,設(shè)計(jì)資源回收的工藝流程如下:

（1）寫出第①步反應(yīng)的離子方程式___________________________________________。

（2）洗滌濾渣B的目的是為了除去______(填離子符號(hào)),

（3）寫出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________。

（4）制備綠礬(FeSO4·7H2O)時(shí),向Fe2(SO4)3溶液中加入過量_______,(物質(zhì)名稱)充分反應(yīng)后,經(jīng)過濾得到FeSO4溶液,再經(jīng)________、________、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到綠礬。

（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%)1.300g,加硫酸溶解后,用 0.1000mol/L FeSO4溶液滴定至終點(diǎn)(鈰被還原成Ce3+),則需準(zhǔn)確滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為________mL。

Answer 1

【答案】 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O Fe3+ 2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O 鐵粉 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 50.00

【解析】（1）玻璃粉末中的SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。

（2）濾渣B表面吸附有可溶性離子：SO42-、Fe3+，Fe3+與Ce3+能一起沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品不純，故洗滌的目的是除去Fe3+。

（3）CeO2和H2O2在稀硫酸的條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，+4價(jià)的Ce被還原為+3 的Ce，則H2O2作還原劑，被氧化為O2，化學(xué)方程式為：2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O。

（4）向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉反應(yīng)生成FeSO4，過濾后得到FeSO4溶液，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，即可得到綠礬晶體。

（5）根據(jù)題意寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：Ce(OH)4+4H+=Ce4++4H2O、Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，根據(jù)以上兩個(gè)方程式可得Ce(OH)4 ～Fe2+，所以n(FeSO4)=n(Ce(OH)4)= 1.300g×80%÷208g/mol =0.005mol，需要FeSO4溶液體積V=0.005mol÷0.1000mol/L=50.00ml。