题目内容
【题目】稀土元素包括钪、钇和镧系（含Ce、Eu )共17种元素， 是重要的战略资源，我省稀土资源非常丰富．某彩色电视机显示屏生产过程中产生大量的废荧光粉末含 ( Eu2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2、MnO 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，得到较为纯净的CeO2和Eu2O3 （氧化铕）．
已知：CeO2 不溶于桸硫酸，也不溶于NaOH 溶液，Eu2O3可溶于稀硫酸
(1)往滤渣中加稀硫酸和H2O2进行酸浸，反应的离子方程式____________ 。为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，其原因是________________________________。
(2)有机物HR能将Ce3+从水溶液中萃取出来．该过程可表示为：Ce3+（水层）+3HR(有机层)
CeR3(有机层）+3H+(水层）。向 CeR3(有机层）中加入稀硫酸进行反萃取能获得较纯的含Ce3+水溶液，从平衡角度解释其原因：________________________。
(3)流程中由含 Ce3+滤液生成Ce(OH)4的离子方程式____________________。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4 产品 0.52 g, 加硫酸溶解后，用浓度为 0.1000molL-1FeSO4标准溶液滴定至终点时，铈被还原为Ce3+ , 消耗 24.00 mL 标准溶液。该产品中 Ce(OH)4的质量分数为___________。
(5)已知含 Ce3+溶液也可以先加碱调 pH后再通入氧气氧化可得到Ce(OH)4。298K 时,Ksp[Ce(OH)3]=5×10-20，若溶液中c(Ce3+)=0.05molL-1, 加碱调节pH 到_____时Ce3+开始沉淀（忽略加碱过程中溶液体积变化）．
(6)萃取剂对金属离子的萃取率与 pH的关系如图所示．流程中为了用萃取剂除去金属杂质离子，进行萃取2 最适宜的pH 是_______（填选项序号）．其原因是 _____。
A. 2.0 左右 B . 3.0 左右 C. 5.0 左右
【答案】2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 温度升高，H2O2受热易分解，造成浸出率偏低； 加入稀硫酸时，c（H+）增大，平衡向形成Ce3+的方向移动， 4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4 96% 8 B 使Fe3+、Mn2+完全除去，并防止Eu3+被萃取导致损失
【解析】
废荧光粉末含 ( Eu2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2、MnO 等物质），加入硫酸，滤液含有Eu3+、Fe3+、Mn2+等，经萃取，可除去Fe3+、Mn2+等，加入氨水，可生成Eu（OH）3，加热分解可生成Eu2O3；滤渣中含有CeO2 、SiO2，加入稀硫酸和过氧化氢，经萃取、反萃取，可得到含有Ce3+的溶液，加入氢氧化钠并通入氧气，可生成Ce（OH）4，加热可生成CeO2。
（1）在酸浸时发生的离子反应为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，H2O2受热易分解，为防止其分解，则温度不宜太高，故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；温度升高，H2O2受热易分解，造成浸出率偏低；
（2）根据平衡Ce3+（水层）+3HR(有机层)
CeR3(有机层）+3H+(水层），向 CeR3(有机层）中加入稀硫酸时，c（H+）增大，平衡向形成Ce3+的方向移动，则Ce3+从水溶液中被萃取出来，故答案为：加入稀硫酸时，c（H+）增大，平衡向形成Ce3+的方向移动；
（3）流程中Ce3+与氧气、氢氧化钠反应生成 Ce(OH)4，离子方程式为4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4，故答案为：4Ce3++O2+12OH-+2H2O=4Ce(OH)4；
（4）Ce(OH)4加硫酸溶解后，被FeSO4还原为Ce3+ ,则有Ce(OH)4~ Ce3+~ FeSO4，则n[Ce(OH)4]=0.1×24×10-3mol=2.4×10-3mol，m[Ce(OH)4]=2.4×10-3mol×208g/mol=0.4992g，该产品的纯度为：
，故答案为：96%；
（5）298K时，Ksp[Ce(OH)3]=5×10-20，若溶液中c(Ce3+)=0.05molL-1, Ce3+开始沉淀，则c（OH-）=
，则pH=8，故答案为：8；
（6）溶液中存在Eu3+、Mn2+金属离子，由萃取剂对金属离子的萃取率与 pH的关系图可知，调节pH在3.0左右，可使Fe3+、Mn2+完全除去，并防止Eu3+被萃取导致损失，故答案为：B；使Fe3+、Mn2+完全除去，并防止Eu3+被萃取导致损失。
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