Question

二氧化铈(CeO₂)是一种重要的稀土氧化物，平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含等物质)。某课题组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到纯净的CeO₂和硫酸铁铵晶体。已知：CeO₂不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。

(1)稀酸A的分子式是___________。

(2)滤液1中加入H₂O₂溶液的目的是___________。

(3)设计实验证明滤液1中含有Fe²⁺____________。

(4)在酸性溶液中，已知Fe²⁺溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe₃O₄，书写该反应的离子方程式________________。

(5)由滤液2生成的离子方程式______________。

(6)硫酸铁铵晶体广泛用于水的净化处理，但其在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低，其原因是_________。

(7)取上述流程中得到的产品0.832g，加硫酸溶解后，用浓度为0.1000的标准溶液滴定至终点时(铈被还原为)，消耗20.00mL标准溶液。该产品中的质量分数为___________。

Answer

使氧化为 取少许滤液1，滴加铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则证明滤液1中有 Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ 4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4↓ Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，酸性废水抑制的水解(或水解平衡逆向移动)，使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体 50%

【解析】

中不溶于硫酸，滤渣1是，滤渣1加入还原剂H2O2，CeO2被还原为Ce3+，Ce3+与NaOH、O2反应生成Ce(OH)4，Ce(OH)4受热分解成CeO2；溶于硫酸生成硫酸铁、硫酸亚铁，滤液1含有硫酸铁、硫酸亚铁，加入H2O2，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，硫酸铁溶液中加入硫酸铵，蒸发浓缩、常温晾干获得硫酸铁铵晶体。

(1) CeO2不溶于稀硫酸，产品有硫酸铁铵，所以稀酸A是硫酸，分子式是；

(2) 滤液1含有硫酸铁、硫酸亚铁，加入H2O2，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，滤液1中加入H2O2溶液的目的是使氧化为；

(3) 滤液1含有硫酸铁、硫酸亚铁，亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，故取少许滤液1，滴加铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则证明滤液1中有；

(4) Fe3O4中Fe2+、Fe3+的比为1:2，酸性、含有Fe2+溶液和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4的离子方程式是Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+；

(5)滤液2中Ce3+在氢氧化钠溶液中被氧气氧化为，反应的离子方程式4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4↓；

(6) 硫酸铁铵净水的原理是Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+，酸性废水抑制的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体，故在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低；

(7) 加硫酸溶解后生成的Ce4+被还原为，根据得失电子守恒，反应关系式是～Ce4+～，0.832g产品中含的物质的量是0.02L×0.1=0.002mol，该产品中的质量分数为=50%。