Question

工业上利用氟碳铈矿（主要成分CeCO₃F)提取CeCl₃的一种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）CeCO₃F中，Ce元素的化合价为_______。

（2）酸浸过程中用稀硫酸和H₂O₂替换HCl不会造成环境污染。写出稀硫酸、H₂O₂与CeO₂反应的离子方程式：_______________________________。

（3）向Ce(BF₄)₃中加入KCl溶液的目的是__________________。

（4）溶液中的C（Ce^3＋)等于1×10^-5mol.l^-1，可认为Ce^3＋沉淀完全，此时溶液的PH为__________。（已知K_SP[Ce(OH)₃]=1×10^-20）

（5）加热CeCl₃.6H₂O和NH₄Cl的固体混合物可得到无水CeCl₃，其中NH₄Cl的作用是______________。

（6）准确称取0.7500gCeCl₃样品置于锥形瓶中，加入适量过硫酸铵溶液将Ce^3＋氧化为Ce^4＋，然后用0.1000mol.l^-1(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定至终点，消耗25.00ml标准溶液。（已知：Fe²⁺＋Ce^4＋=

Ce^3＋＋Fe^3＋)

①该样品中CeCl₃的质量分数为____________。

②若使用久置的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液进行滴定，测得该CeCl₃样品的质量分数________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

Answer

+3 H2O2＋2CeO2＋6H+＝2Ce3+＋4H2O＋O2↑ 避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4－或提高CeCl3的产率 9 NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解 82.2%或82.17% 偏大

【解析】

（1）CeCO3F中，CO32-是负二价，氟是负一价，则Ce元素的化合价为+3价；

（2）稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式H2O2＋2CeO2＋6H+＝2Ce3+＋4H2O＋O2↑；

（3）避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失，应向Ce(BF4)3中加入KCl溶液；

（4）溶液中的c（Ce3＋)等于1×10-5molL-1，可认为Ce3＋沉淀完全，则KSP[Ce(OH)3]=1×10-20= c（Ce3＋)c3（OH-）=1×10-5×c3（OH-），c（OH-）=10-5mol·L-1，则c（H+）=10-9mol·L-1，此时溶液的pH为9；

（5）加热CeCl3·6H2O得到无水CeCl3，加入了NH4Cl固体，因为NH4Cl固体受热分解产生HCl，可抑制CeCl3水解；

（6）①根据反应Fe2+＋Ce4＋= Ce3＋＋Fe3＋及Fe2+的物质的量0.025×0.1=0.0025mol，得Ce3＋的物质的量是0.0025mol，则样品中CeCl3的质量分数为 ×100%=82.2%；

②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，亚铁离子有可能被氧化，将会导致标准液体积偏大，CeCl3样品的质量分数将偏大。