题目内容
【题目】2019年6月5日美国商务部表示，美方将采取“空前行动”，确保对科技业和军方极其关键的战略性矿物及稀土供应无虞。我国稀土出口量世界第一。以氟碳铈矿（主要含CeFCO3，少量其他稀土盐LnFCO3、非稀土元素Fe、Al、Mg和SiO2等）为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示：
（1）“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是_________________________________。“氧化焙烧”时，CeFCO3和其他稀土盐LnFCO3分别转化为CeO2和Ln2O3，请写出生成的CeO2化学方程式为：________________________。
（2）“氯化”过程的目的是将CeO2和Ln2O3分别转化为可溶性的CeCl3和LnCl3，除去Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等杂质。若溶液中c(Ce3+)=0.01mol/L，为确保不析出Ce(OH)3沉淀，则溶液的pH________（填pH的范围）。（已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20]）
（3）CeO2和Ln2O3混合物中加入稀盐酸，Ln2O3溶解生成LnOCl的化学方程式为：___________________________________________________。
（4）化工生产条件的选择：
①“氯化”条件的选择
将氧化焙烧后氟碳铈矿和氯化铵按1:3、1:4、1:5、1:6、1:7质量比混合，在325℃下真空焙烧60min。稀土矿氧化物转化成稀土氯化物的氯化率如图所示：
氧化焙烧后氟碳铈矿和氯化铵的最佳质量比为________。
②“氧化”条件的选择
氧化过程中，反应温度、反应时间对混合稀土氯化物氧化率的关系如图所示：
最佳温度和时间是_________，原因是_________________________________________。
（5）取上述流程中得到的CeO2产品0.4500g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1FeSO4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+，其它杂质均不反应），消耗25.00mL标准溶液．该产品中CeO2的质量分数为___________。
【答案】增大固体和氧气的接触面积，反应更充分 4CeFCO3+2Na2CO3+O2 高温4CeO2+4NaF+6CO2 ≤8 Ln2O3+2HCl=2LnOCl+H2O 1:6 550℃ 1.0h 该条件下，氧化率高（接近100%），产率高，温度相对较低，节约能源，时间较短，经济效益好。 95.56%
【解析】
氟碳铈矿与碳酸钠和空气加热过程中，分解产生二氧化碳，氟化钠和CeO2和Ln2O3等固体混合，加入氯化铵后，转化为可溶性的CeCl3和LnCl3，除去Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，经过氧化后再次回归CeO2和Ln2O3，用盐酸处理获得产品。
（1）“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是增大固体和氧气的接触面积，反应更充分。“氧化焙烧”时，CeFCO3和其他稀土盐LnFCO3分别转化为CeO2和Ln2O3，根据氧化还原反应可知，方程式为4CeFCO3+2Na2CO3+O2 高温4CeO2+4NaF+6CO2。
（2）Ksp[Ce(OH)3]=c(Ce3+)c3(OH-)=1.0×10-20，若溶液中c(Ce3+)=0.01mol/L，若恰好不析出Ce(OH)3沉淀，
，即
，则确保不析出沉淀，溶液的pH≤8。
（3）CeO2和Ln2O3混合物中加入稀盐酸，Ln2O3溶解生成LnOCl，根据原子守恒原理，化学方程式为：Ln2O3+2HCl=2LnOCl+H2O。
（4）化工生产条件的选择：
①由图可知，氧化焙烧后氟碳铈矿和氯化铵的最佳质量比为1:6。
②由图可知，最佳温度和时间是550℃，1.0h，原因是该条件下，氧化率高（接近100%），产率高，温度相对较低，节约能源，时间较短，经济效益好。。
（5）取上述流程中得到的CeO2产品0.4500g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1FeSO4标准溶液滴定至终点，反应为CeO2+Fe2++4H+= Ce3++Fe3++2H2O，消耗25.00mL标准溶液．即反应消耗了CeO2的物质的量为0.0025mol，质量为0.43g，该产品中CeO2的质量分数为
。
特高级教师点拨系列答案【题目】氯化亚铜（CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：
回答下列问题：
（1）步骤①中得到的氧化产物是_________，溶解温度应控制在60~70度，原因是__________。
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_________（写名称）。
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是______________________________。
（5）步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有__________（填字母）
A．分馏塔 | B．离心机 | C．反应釜 | D．框式压滤机 |
（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于若两的FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a mol/L的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反应中Cr2O72-被还原为Cr3+，样品中CuCl的质量分数为__________。
