Question

氟碳铈矿(主要成分为CeFCO₃)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。

回答下列问题：

(1)CeFCO₃中Ce的化合价为___________________。

(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO₂，则酸浸时发生反应的离子方程式为_______。为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小。其原因是___。

(3)HT是一种难溶于水的有机溶剂，它能将Ce³⁺从水溶液中萃取出来，该过程可表示为Ce³⁺(水层)+3HT(有机层)CeT₃(有机层)+3H⁺(水层)。操作I的名称是_________操作Ⅱ加入稀H₂SO₄的目的是______。

(4)向Ce(OH)₃悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)₄的化学方程式为______。

Answer

+3 2CeO2+H2O2+6H+==2Ce3++O2↓+4H2O 温度升高，双氧水发生分解，造成浸出率偏小 分液或萃取分液 混合液中加入稀H2SO4使c(H+)增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移动，得到含Ce3+浓度大的溶液 4Ce(OH)3+O2+2H2O==4Ce(OH)4

【解析】

(1)根据化合价及化合物不显电性得出Ce的化合价。

(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2，则酸浸时CeO2与双氧水反应生成氧气和Ce3+，由于酸浸时需要用到双氧水，双氧水温度较高要分解。

(3)将Ce3+从水溶液中萃取出来，有机层不溶于水，得出操作方法，操作Ⅱ加入稀H2SO4，主要利用平衡移动原理来解释。

(4) Ce(OH)3被氧气氧化得到产品Ce(OH)4。

(1)根据化合价及化合物不显电性得出CeFCO3中Ce的化合价为+3。

(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2，则酸浸时CeO2与双氧水反应生成氧气和Ce3+，因此反应的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+==2Ce3++O2↑+4H2O。为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，由于酸浸时需要用到双氧水，双氧水温度较高要分解，其原因是温度升高，双氧水发生分解，造成浸出率偏小，故答案为：2CeO2+H2O2 +6H+==2Ce3++O2↑+4H2O；温度升高，双氧水发生分解，造成浸出率偏小。

(3)HT是一种难溶于水的有机溶剂，它能将Ce3+从水溶液中萃取出来，有机层不溶于水，因此操作I的名称是分液或萃取分液，操作Ⅱ加入稀H2SO4的目的是混合液中加入稀H2SO4使c(H+)增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移动，得到含Ce3+浓度大的溶液，故答案为：分液或萃取分液；混合液中加入稀H2SO4使c(H+)增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移动，得到含Ce3+浓度大的溶液。

(4)向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气，Ce(OH)3被氧气氧化得到产品Ce(OH)4，其化学方程式为4Ce(OH)3+O2 +2H2O ==4Ce(OH)4，故答案为：4Ce(OH)3+O2+2H2O==4Ce(OH)4。