Question

【題目】稀土是我國戰(zhàn)略性資源．氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3 ， 它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料．關(guān)于氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：

請回答下列問題
（1）為增大反應(yīng)速率，提高原料的利用率，焙燒前可將礦石處理．
（2）焙燒過程中產(chǎn)生的SO3尾氣常采用噴淋法凈化，再用石灰乳中和；操作I中濾渣的主要成分是 ．
（3）操作II若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，需要的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒等；所用萃取劑HT需具備的條件是 ．
①HT不溶于水，也不和水反應(yīng)
②Ce3+不和萃取劑HT發(fā)生反應(yīng)
③Ce3+在萃取劑HT中溶解度大于水
④萃取劑HT的密度一定大于水
（4）已知有機(jī)物HT能將Ce3+從水溶液中萃取出來，該過程可表示為：2Ce3+ （水層）+6HT（有機(jī)層）2CeT3（有機(jī)層）+6H+（水層）從平衡角度解釋：向CeT3 （有機(jī)層）加入稀硫酸獲得較純的含Ce3+的水溶液的原因是 ．
（5）常溫下，含Ce3+溶液加堿調(diào)至pH=8時(shí)，c（Ce3+）=b molL﹣1 ， 已知Ce（OH）3的溶度積=a，則a和b的關(guān)系是 ．
（6）寫出Ce（OH）3懸濁液通入氧氣得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式： ．
（7）取上述流程中得到的Ce（OH）4產(chǎn)品0.545g，加硫酸溶解后，用0.100 0molL﹣1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)（鈰被還原為Ce3+），消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液．該產(chǎn)品中Ce（OH）4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[Ce（OH）4的相對分子質(zhì)量為208，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字]．

Answer 1

【答案】
（1）粉碎成細(xì)顆粒
（2）CaF2、CaSO4
（3）分液漏斗；①②③
（4）混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移動(dòng)
（5）a=10﹣18b
（6）4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4
（7）95%
【解析】（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素可知，為增大反應(yīng)速率，提高原料的利用率，焙燒前可將礦石粉碎成細(xì)顆粒處理，所以答案是：粉碎成細(xì)顆粒；（2）氟碳鈰礦用硫酸強(qiáng)化焙燒得濾液中含有氟離子、鈰離子、硫酸等，加入碳酸鈣會(huì)生成硫酸鈣和氟化鈣等難溶物，所以操作I中濾渣的主要成分是CaF2、CaSO4 ， 所以答案是：CaF2、CaSO4；（3）操作II為分液，分液需要的主要玻璃儀器有分液漏斗、燒杯、玻璃棒等；萃取的目的是將溶液中的Ce3+萃取出來，根據(jù)萃取劑的要求選擇可知，HT要不溶于水，也不和水反應(yīng)、Ce3+不和萃取劑HT發(fā)生反應(yīng)、Ce3+在萃取劑HT中溶解度大于水，故選①②③，所以答案是：分液漏斗；①②③；（4）根據(jù)平衡2Ce3+ （水層）+6HT（有機(jī)層）2CeT3（有機(jī)層）+6H+（水層）可知，混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移動(dòng)，所以答案是：混合液中加入H2SO4使c（H+）增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移動(dòng)；（5）根據(jù)題意，溶液中c（OH﹣）=10﹣6 molL﹣1 ， 根據(jù)溶度積=c3（OH﹣）c（Ce3+）可知a=（10﹣6）3b，所以a=10﹣18b，所以答案是：a=10﹣18b；（6）根據(jù)流程結(jié)合元素守恒可知Ce（OH）3結(jié)合氧氣和水生成Ce（OH）4 ， 反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4 ， 所以答案是：4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4；（7）根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式Ce（OH）4～FeSO4 ， FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液中FeSO4的物質(zhì)的量為0.025×0.1mol=0.0025mol，所以Ce（OH）4的質(zhì)量為0.0025mol×208g/mol=0.52g，則樣品中Ce（OH）4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%=95%，
所以答案是：95%．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時(shí)，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時(shí)平衡移動(dòng)的規(guī)律符合勒沙特列原理才能正確解答此題．