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，写出阳极的电极反应式：_______。

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

①过滤得到滤渣B时，需要将其表面杂质洗涤干净，沉淀洗涤的的操作是_______。

②反应①的离子方程式为____________。

③操作I的名称是_____________。

④已知：M[Ce(OH)₄]=208g/mol，氧化还原滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品纯度的流程为：称取0.600gCe(OH)₄样品→加硫酸溶解→用0.1000mol/LFeSO₄标准液滴定，消耗25.00mL标准液。该产品中Ce(OH)₄的质量分数为____________(小数点后保留两位)，若滴定所用FeSO₄溶液己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

4Ge(OH)CO3+O2=4GeO2+4CO2+2H2O 2O2ˉ-4eˉ=O2↑ 在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复2～3次此操作 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 冷却结晶 86.67% 偏大

【解析】

废玻璃粉末加氢氧化钠溶液后过滤，二氧化硅溶解，得到滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2；滤渣A加稀硫酸后Fe2O3溶解，过滤得到滤液B为硫酸铁溶液，滤渣B主要含CeO2；加热蒸发硫酸铁溶液，并加入热的浓硫酸铵溶液，混合保温，之后经冷却结晶，过滤、洗涤，常温晾干得到硫酸铁铵；滤渣B加稀硫酸和双氧水溶解得到含Ce3+的溶液，Ce元化合价降低，说明被双氧水还原，所以同时有氧气生成，之后向溶液中加入碱溶液得到Ce(OH)3悬浊液，Ce(OH)3悬浊液通入氧气被氧化生成Ce(OH)4。

(1)在空气中煅烧Ce(OH)CO3可制备CeO2，该过程中Ce元素被氧化，由于在空气中煅烧，所以氧化剂应为氧气，结合电子守恒和元素守恒可知该反应方程式为4Ge(OH)CO3+O2=4GeO2+4CO2+2H2O；

(2)熔融状态的CeO2可电离生成Ce4+和O2ˉ，电解过程中阳极发生氧化反应，应为O2ˉ被氧化生成氧气，方程式为2O2ˉ-4eˉ=O2↑；

(3)①洗涤沉淀的具体操作为：在漏斗中加蒸馏水至恰好没过沉淀，待水流下后再重复2～3次此操作；

②结合分析可知CeO2与稀硫酸和H2O2的混合液反应生成Ce2(SO4)3和O2，结合电子守恒和电荷守恒可得离子方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；

③滤液B主要含有硫酸铁，加入热的浓硫酸铵溶液，混合保温，之后经冷却结晶，过滤、洗涤，常温晾干可得硫酸铁铵；

④滴定过程中发生反应Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+，依据元素守恒计算n[Ce(OH)4]=n(Fe2+)=0.1000mol/L×0.0250L=2.5×10-3mol，所以Ce(OH)4的质量分数为=86.67%；FeSO4溶液在空气中露置一段时间后会被氧化，消耗硫酸亚铁标准液体积增大，测定该Ce(OH)4产品的质量分数会偏高。