Question

在平板电视显示屏生产过程中产生的废玻璃粉末中含有二氧化铈(CeO₂).

（1）在空气中煅烧Ce(OH)CO₃可制备CeO₂,该反应的化学方程式         

（2）已知在一定条件下,电解熔融状态的CeO₂可制备Ce,写出阴极的电极反应式                           ；

（3）某课题组以上述废玻璃粉末(含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量不溶于稀酸的物质)为原料,设计如图1流程对资源进行回收,得到Ce(OH)₄和硫酸铁铵.

①得到滤渣B时,需要将其表面杂质洗涤干净.洗涤的操作是                  ．

②反应（1）的离子方程式为                ．

③操作I的名称是                 

④如图2,氧化还原滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品的纯度.

该产品中Ce(OH)₄的质量分数为          (保留小数点后两位).若滴定所用FeSO₄溶液已在空气中露置了一段时间,则测得该Ce(OH)₄产品的纯度      (“偏高”、“偏低”或“无影响”).

Answer

（1）4 Ce(OH)CO3+O2=4CeO2+4CO2+2H2O（2） （3）

后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化,加入氯水若不变红色,证明洗涤干净;2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;冷却结晶65.30% 偏高

【解析】

试题分析：（1）Ce(OH)CO3 变成CeO2失去1个电子，氧气得到4个电子，所以二者比例为4:1，方程式为4 Ce(OH)CO3+O2=4CeO2+4CO2+2H2O。（2）电解熔融状态的 二氧化铈可制备铈，在阴极得到铈，阴极是铈离子得到电子生成铈，电极反应为。（3）滤渣A为氧化铁，二氧化铈和氧化亚铁，与硫酸反应后溶液中存在铁离子和亚铁离子。固体表面可吸附铁离子或亚铁离子，检验滤渣B已经洗净的方法是取最后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化,加入氯水若不变红色,证明洗涤干净。二氧化铈与过氧化氢反应生成硫酸铈和水，方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；根据流程分析，由溶液生成固体，应先蒸发浓缩，然后冷却结晶。称取0.536g样品，加入硫酸溶解，用硫酸亚铁溶液滴定，消耗25毫升，方程式为：Ce4++ Fe2++= Ce3++ Fe3+,根据元素守恒分析，Ce(OH)4的物质的量等于亚铁离子物质的量=0.0025mol，含量为0.0025×140/0.536=65.30% ；硫酸亚铁在空气中被氧化，消耗硫酸亚铁增多，测定产品的质量分数偏高。

考点：物质分离和提纯的方法和基本实验操作，氧化还原反应的配平

【名师点睛】

方法

适用范围

主要仪器

注意点

实例

固+液

蒸发

易溶固体与液体分开

酒精灯、蒸发皿、玻璃棒

①不断搅拌；②最后用余热加热；③液体不超过容积2/3

NaCl(H2O)

固+固

结晶

溶解度差别大的溶质分开

NaCl(KNO3)

升华

能升华固体与不升华物分开

酒精灯

I2(NaCl)

固+液

过滤

易溶物与难溶物分开

漏斗、烧杯

①一贴、二低、三靠；②沉淀要洗涤；③定量实验要“无损”

NaCl(CaCO3)

Fe粉(A1粉)

液+液

萃取

溶质在互不相溶的溶剂里，溶解度的不同，把溶质分离出来

分液漏斗

①先查漏；②对萃取剂的要求；③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出

从溴水中提取Br2

分液

分离互不相溶液体

分液漏斗

乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液

蒸馏

分离 沸点不同混合溶液

蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管

①温度计水银球位于支管处；②冷凝水从下口通入；③加碎瓷片

乙醇和水、

I2和CCl4

渗析

分离胶体与混在其中的分子、离子

半透膜

更换蒸馏水

淀粉与NaCl

盐析

加入某些盐，使溶质的溶解度降低而析出

烧杯

用固体盐或浓溶液

蛋白质溶液、

硬脂酸钠和甘油

气+气

洗气

易溶气与难溶气分开

洗气瓶

长进短出

CO2(HCl)、

CO (CO2)

液化

沸点不同气分开

U形管

常用冰水

NO2(N2O4)