Question

【題目】碳酸鈰[Ce2（CO3）3]為白色粉末，難溶于水，主要用作生產(chǎn)鈰的中間化合物．它可由氟碳酸鈰精礦經(jīng)如圖1流程制得．

（1）如圖2是一種稀土元素鈰（Ce）在元素周期表中的信息示意圖．則鈰原子的質(zhì)子數(shù)是 ， 氟碳酸鈰的化學(xué)式為CeFCO3 ， 該化合物中，Ce的化合價(jià)為；
（2）焙燒生成的鈰化合物為二氧化鈰（CeO2），其在酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；
（3）試劑X；
（4）已知298K時(shí)，Ksp[Ce（OH）4]=1×10﹣29 ， Ce（OH）4的溶度積表達(dá)式為Ksp=；為了使溶液中Ce4+沉淀完全，需調(diào)節(jié)pH為以上；
（5）取某Ce（OH）4產(chǎn)品1.00g（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%），加硫酸溶解后，用0.1000molL﹣1的FeSO4溶液滴定至終點(diǎn)（鈰被還原成Ce3+）則需要滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積mL，若用硫酸酸化后改用0.1000molL﹣1的FeCl2溶液滴定產(chǎn)品從而測(cè)定Ce（OH）4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其它操作都正確，則測(cè)定的Ce（OH）4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

【答案】
（1）58；+3
（2）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
（3）Na2CO3
（4）c（Ce4+）?[c（OH﹣）]4；8
（5）46.6；偏低
【解析】解：碳酸鈰[Ce2（CO3）3]為白色粉末，難溶于水，可由氟碳酸鈰精礦經(jīng)氧化煅燒生成二氧化鈰（CeO2），二氧化鈰（CeO2）可在酸性條件下被還原為+3價(jià)的鈰鹽，通過加入Na2CO3溶液，從而制得碳酸鈰[Ce2（CO3）3]，
（1.）根據(jù)鈰在元素周期表的位置可知，鈰是58號(hào)元素，即質(zhì)子數(shù)為58，化合物中各元素化合價(jià)之和為0，CeFCO3中Ce的化合價(jià)為x，則x+（﹣1）+（+4）+（﹣2）×3=0，x=+3，
所以答案是：58；+3；
（2.）二氧化鈰的Ce為+4價(jià)，在酸浸時(shí)，固體CeO2 被溶解，且被雙氧水還原為了+3價(jià)的Ce3+ ， 在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，方程式為：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，所以答案是：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；
（3.）在酸浸后，經(jīng)過分離不溶物，得到含有Ce3+的溶液，加入Na2CO3溶液，中和（2）中酸液，使Ce3+轉(zhuǎn)化為Ce2（CO3）3沉淀，經(jīng)過過濾得到Ce2（CO3）3 ，
所以答案是：Na2CO3；
（4.）溶度積為溶液離子濃度的冪次方的乘積，Ce（OH）4的溶度積表達(dá)式為Ksp=c（Ce4+）[c（OH﹣）]4 ， 使溶液中Ce4+沉淀完全，即殘留在溶液中的c（Ce4+）小于1×10﹣5molL﹣1 ，
則c（OH﹣）＞ = mol/L=1×10﹣6mol/L，則pH=8，
所以答案是：c（Ce4+）[c（OH﹣）]4；8；
（5.）Ce（OH）4產(chǎn)品在用硫酸溶解后生成了Ce4+ ， 所以用還原劑滴定該溶液，Ce4+變成了Ce3+ ， 而Fe2+被氧化成了Fe3+ ， 所以根據(jù)電子的是守恒計(jì)算，n[Ce（OH）4]=n（FeSO4）=cV=0.1000 molL﹣1×V×10﹣3L= ，V=46.6，用氯化亞鐵代替硫酸亞鐵，氯離子能被Ce4+氧化，所以會(huì)使氯化亞鐵的體積偏小，所以測(cè)得的Ce（OH）4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，
所以答案是：46.6；偏低．