Question

二氧化铈(CeO₂)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO₃)为原料制备CeO₂的一种工艺流程如下：

已知：

①Ce⁴⁺能与F^-结合成[CeF_x]^(4-x)+，也能与SO₄^2-结合成[CeSO₄]²⁺；

②在硫酸体系中Ce⁴⁺能被萃取剂[(HA)₂]萃取，而Ce³⁺不能。

回答下列问题：

（1）“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是___。

（2）“萃取”时存在反应：Ce⁴⁺+n(HA)₂⇌Ce•H_2n-4A_2n+4H⁺。实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为___；如图中D是分配比，表示Ce⁴⁺分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比。保持其它条件不变，在起始料液中加入不同量的Na₂SO₄以改变水层中的c(SO₄^2-)，D随起始料液中c(SO₄^2-)变化的原因：___。

（3）“反萃取”中，在稀硫酸和H₂O₂的作用下Ce⁴⁺转化为Ce³⁺，H₂O₂在该反应中的作用是___(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”)。

（4）“氧化”步骤的化学方程式为___。

（5）取上述流程中得到的CeO₂产品0.43g，加硫酸溶解后，用0.1mol•L^-1FeSO₄标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce³⁺，其它杂质均不反应)，消耗20.00mL标准溶液。该产品中CeO₂的质量分数为___。

Answer

增大固体与气体的接触面积，增大反应速率；提高原料的利用率 分液漏斗 随着c(SO42-)增大，水层中Ce4+与SO42-结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小 还原剂 2Ce(OH)3+NaClO+H2O2=Ce(OH)4+NaCl 80%

【解析】

氟碳铈矿（主要含CeFCO3），“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价，Ce4+能与F-结合成[CeFx]（4-x）+，以便后续的提取，加稀硫酸，与SO42-结合成[CeSO4]2+，加萃取剂，氟洗液，硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[（HA）2]萃取，而Ce3+不能，加“反萃取”加H2O2，又将Ce4+还原为Ce3+，发生反应2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+，加入碱后Ce3+转化为沉淀，加NaClO将Ce从+3氧化为+4，最后加热分解得到产品，以此来解答。

“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是增大固体和氧气的接触面积，增大反应速率，提高原料的利用率；

实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为分液漏斗；根据平衡：，加入时，随着增大，水层中被结合成，导致萃取平衡向生成移动，D迅速减小；

“反萃取”加的作用是将离子重新还原为，反应的离子方程式为，在该反应中作还原剂；故答案为：还原剂；“氧化”步骤中用次氯酸钠将氧化成，反应的化学方程式为；

的物质的量为，根据电子得失守恒可得关系式，所以的质量为，产品中的质量分数为：。