Question

稀土金属是我国战略性资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3，它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。其中一种提取铈的工艺流程如下：

已知：焙烧后烧渣中含＋4价的铈及+3价的其它稀土氟氧化物；+ 4价的铈的氧化物有很强的氧化性，通常在酸性条件下易被还原剂还原成＋3价而溶于水。请回答下列问题

（1）酸浸l中所用的酸A为（用字母表示）________（a．盐酸    b．稀硫酸），原因是_______。

（2）酸浸Ⅱ后，为避免三价铈以四氟硼酸盐形式损失，需用可溶性钾盐将四氟硼酸根离子沉淀除去，该反应的离子方程式为___________。

（3）实验室中进行萃取操作所用到的主要玻璃仪器名称是________；在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是为了调节溶液pH 获得Ce(OH)3和_______，测定该溶液pH的操作是_______。

（4）写出氧化步骤的化学方程式_______________。

Answer

b 防止+4价的CeO2 在酸性环境下被Cl-还原成+3价溶于浸出液中而无法分离 K＋＋BF4－＝KBF4↓ 分液漏斗 Ce(OH)4 撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央，然后与标准比色卡对比 2Ce(OH)3 ＋NaClO＋H2O＝2Ce(OH)4＋NaCl

【解析】(1)因CeO2有强氧化性，防止+4价的CeO2 在酸性环境下被Cl-还原成+3价溶于浸出液中而无法分离，故酸浸l中所用的酸A为硫酸，即答案为b；

(2)根据题意可知应为KBF4沉淀，则用可溶性钾盐将四氟硼酸根离子沉淀除去时发生反应的离子方程式为K++BF4-=KBF4↓；

(3)萃取分液操作所用到的主要玻璃仪器是分液漏斗 ；加入NaOH溶液是为了调节溶液pH ，使Ce3+和Ce4+沉淀，获得Ce(OH)3和Ce(OH)4 ，测定该溶液pH的操作是撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央，然后与标准比色卡对比；

(4)NaClO将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4，其中NaCl为还原产物，发生反应的化学方程为2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl。

点睛：明确实验原理，准确分析流程是解题关键，氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3，用硫酸强化焙烧得浸出液中含有，氟离子、铈离子、硫酸等，尾气中主要含有二氧化碳，加入碳酸钙会生成硫酸钙和氟化钙等难溶物为滤渣，和硫酸稀土溶液，在硫酸稀土溶液中加入萃取剂HT，经过分液将溶液中的Ce3+萃取出来，再加入稀硫酸得含有Ce3+的溶液，调节溶液的pH值得Ce(OH)3沉淀，再经过氧气氧化，过滤、洗涤、干燥可得Ce(OH)4产品。