【題目】鈰是地殼中豐度最高稀土元素,二氧化鈰(CeO2)是其重要的化合物。平板液晶顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末,其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質(zhì),某實驗小組以此粉末為原料回收鈰,設計流程如下:

(1)步驟Ⅰ加入過量鹽酸后,溶液a中的陽離子有__________,固體b的成分是__________

(2)步驟Ⅱ中反應的離子方程式為______________________。

(3)當溶液中離子濃度小于1×10-6mol·L-1時視為沉淀充全,則步驟Ⅲ中加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH應大于________________[己知:Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21,1g2=0.3 ]。第V步反應的化學方程式是______________________。

(4)步驟Ⅳ中的實驗操作包括_____________。將NH4Cl固體與CeCl3·6H2O混合真空加熱可得無水CeCl3,其中加入NH4Cl的作用是_______________________

(5)無水CeCl3是重要的分析試劑,現(xiàn)欲對CeCl3樣品純度進行測定,其方法是:準確稱取樣品wg配成100.00 mL溶液,取25.00 mL 置于錐形瓶中,加入和過量的過硫酸銨溶液將Ce3+ 氧化為Ce4+,然后用莘取劑[用(HT)2表示]萃取Ce4+,再用c mol/L (NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點(Ce4+被還原為Ce3+),重復 2-3次,平均消耗VmL標準溶液。

①“萃取”時存在反應:Ce4++n(HT)2Ce(H2n-4T2n)+4H+,若要提高滴定的準確率,應使溶液呈____________性(填“酸”、“堿”或“中”)。若未進行“萃取”,經(jīng)計算所得結(jié)果偏高,其原因是______________________。

②經(jīng)計算,CeCl3樣品的純度為____________。 [M(CeCl3) =246.5g/mol]

【答案】 Fe3+、H+ SiO2 2CeO2+H2O2+6H+==2Ce3++O2↑+4H2O 9.3 4Ce(OH)3+O2+2H2O==4Ce(OH)4 過濾,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 NH4Cl固體受熱分解生成的HCl可抑制CeCl3水解 過量的過硫酸銨溶液也會與Fe2+反應,從而使結(jié)果偏高 ×100% 或 %

【解析】(1)步驟Ⅰ加入過量鹽酸后,氧化鐵與鹽酸反應,因此溶液a中的陽離子有Fe3+、H+。固體a中含有二氧化硅和CeO2,加入硫酸和雙氧水后CeO2溶解,二氧化硅不溶,所以固體b的成分是SiO2。(2)步驟Ⅱ中有Ce3+生成,說明雙氧水被氧化,二氧化鈰被還原,反應的離子方程式為2CeO2H2O26H+2Ce3+O2↑+4H2O。(3)當Ce3+濃度為1×10-6mol·L-1時氫氧根濃度是,則氫離子濃度是5×10-10mol/L,pH=9.3;第V步氧氣氧化Ce(OH)3,反應的化學方程式是4Ce(OH)3O22H2O4Ce(OH)4。(4)步驟Ⅳ是得到固體,其中的實驗操作包括過濾,將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。CeCl3水解,所以加入NH4Cl的作用是NH4Cl固體受熱分解生成的HCl可抑制CeCl3水解。(5)①“萃取”時存在反應:Ce4++n(HT)2Ce(H2n-4T2n)+4H+,若要提高滴定的準確率,需要使平衡向逆反應方向進行,因此應使溶液呈酸。由于過量的過硫酸銨溶液也會與Fe2+反應,所以若未進行“萃取”會使結(jié)果偏高。②根據(jù)電子得失守恒可知Ce3+的物質(zhì)的量等于亞鐵離子的物質(zhì)的量,則CeCl3樣品的純度為

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C.向血紅色的Fe(SCN)3溶液中加入少量KI固體,溶液顏色變淺

D.用50mL針筒抽取30mL紅棕色的NO2氣體并封住注射孔,當用力推壓活塞,壓縮針筒中的氣體(此過程中不考慮溫度變化),從針筒頂端觀察,氣體顏色逐漸變淺

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已知:i.

ii.

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iv.

回答下列問題:

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(4)E的相對分子質(zhì)量為108。

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