题目内容

【题目】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(BF43中加入KCl溶液的目的是
(4)溶液中的C(Ce3+)等于1×10﹣5molL﹣1 , 可认为Ce3+沉淀完全,此时溶液的PH为 . (已知KSP[Ce(OH)3]=1×10﹣20
(5)加热CeCl36H2O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Ce3+氧化为Ce4+ , 然后用0.1000moll﹣1(NH42Fe(SO42标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL标准溶液.(已知:Fe2+Ce4+═Ce3++Fe3+) ①该样品中CeCl3的质量分数为
②若使用久置的(NH42Fe(SO42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”)

【答案】
(1)+3
(2)H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2
(3)避免三价铈以Ce(BF43沉淀的形式损失或除去BF4或提高CeCl3的产率
(4)9
(5)NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解
(6)82.2%;偏大
【解析】解:利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程为,CeCO3F焙烧得CeO2、CeF4 , 用盐酸和硼酸酸浸,过滤得沉淀Ce(BF)4和CeCl3滤液,Ce(BF)4与氯化钾溶液反应得到CeCl3和KBF,CeCl3与前面滤液中CeCl3的合并再加氢氧化钠,得Ce(OH)3沉淀,Ce(OH)3沉淀与盐酸反应可得CeCl36H2O,加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3 , (1)根据化合价代数和为0可知,CeCO3F中,Ce元素的化合价为+3价, 所以答案是:+3; (2)稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式为:H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑,
所以答案是:H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑; (3)向Ce(BF43中加入KCl溶液生成CeCl3和KBF,这样做的目的是避免三价铈以Ce(BF43沉淀的形式损失或除去BF4或提高CeCl3的产率,
所以答案是:避免三价铈以Ce(BF43沉淀的形式损失或除去BF4或提高CeCl3的产率; (4)溶液中的C(Ce3+)等于1×10﹣5molL﹣1 , 可认为Ce3+沉淀完全,根据KSP[Ce(OH)3]=C(Ce3+)C3(OH)=1×10﹣20可知,C(OH)= molL﹣1=1×10﹣5molL﹣1 , 此时溶液的PH为9,
所以答案是:9; (5)由于NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解,所以加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3
所以答案是:NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解; (6)①0.1000moll﹣1(NH42Fe(SO42标准溶液体积25.00mL,含有亚铁离子的物质的量为2.5×10﹣3mol,根据反应Fe2++Ce4+═Ce3++Fe3+ , 利用Ce元素守恒可知,CeCl3的质量为2.5×10﹣3mol×246.5g/mol=0.6163g,所以样品中CeCl3的质量分数为 ×100%=82.2%,
所以答案是:82.2%;
②若使用久置的(NH42Fe(SO42标准溶液进行滴定,由于亚铁离子被空气中氧气氧化,所以会消耗标准液的体积为偏大,则测得该CeCl3样品的质量分数偏大,
所以答案是:偏大.

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