Question

【题目】平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)，某小组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)4。

己知：CeO2不溶于强酸或强碱；Ce3+易水解，酸性条件下，Ce4+有氧化性。

（1）滤液A的主要成分_____（填写化学式），滤液B所含金属阳离子为________。

（2）反应①的离子方程式是_________。

（3）反应①之前要洗涤滤渣B，对滤渣B进行“洗涤”的实验操作方法是________。

（4）反应②的化学反应方程式是____________。

（5）稀土元素的提纯，还可采用萃取法。己知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液萃取出来，过程表示为Ce2(SO4)3（水层）+ 6HT(有机层)2CeT3(有机层)+3H2SO4(水层)，用________ （填主要仪器）分液的到CeT3(有机层)，再加入H2SO4获得较纯净的含Ce3+的水溶液。可选择硫酸作反萃取的原因是________。

（6）用滴定法测定制得的Ce2(SO4)3产品纯度。

若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得Ce(OH)4产品的质量分数______。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

Answer 1

【答案】 Na2SiO3 Fe2+、Fe3+ 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次 4Ce(OH)3+ O2+4H2O=4Ce(OH)4 分液漏斗 加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce3+进入水层 偏大

【解析】（1）根据以上分析可知滤液A的主要成分 Na2SiO3，滤液B所含金属阳离子为Fe2+、Fe3+。（2）由于酸性条件下，Ce4+有氧化性，所以反应①的离子方程式是2CeO2+H2O2+6H+＝2Ce3++O2↑+4H2O。（3）反应①之前要洗涤滤渣B，洗涤沉淀需要在过滤器中完成，则实验操作是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次。（4）反应②的化学反应方程式是4Ce(OH)3+ O2+4H2O=4Ce(OH)4。（5）萃取后的操作是分液，需要分液漏斗；根据方程式Ce2(SO4)3（水层）+ 6HT(有机层)2CeT3(有机层)+3H2SO4(水层)可知加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce3+进入水层，因此可选择硫酸作反萃取。（6）若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，由于硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，导致消耗标准液体积增加，所以测得Ce(OH)4产品的质量分数偏大。