题目内容

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(SiO2Fe2O3CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:

 

(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除________(填离子符号),检验该离子是否洗净的方法是___________________________________________________

(2)步反应的离子方程式是__________________________________,滤渣B的主要成分是________

(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP________(不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有________、烧杯、玻璃棒、量筒等。

(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 mol·L1 FeSO4标准溶液滴定终点(铈被还原为Ce3),消耗25.00 mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为________

 

 (1)Fe3 取最后一次洗涤液,加入KSCN溶液,若不出现红色,则已洗净;反之,未洗净(其他合理答案均可)

(2)2CeO2H2O26H=2Ce34H2OO2 SiO2(其他合理答案均可)

(3)不能 分液漏斗

(4)97.0%

【解析】 根据题给流程图分析反应过程,确定每步的具体反应,然后根据题给要求进行分析解答。

(1)操作加入稀盐酸的主要目的是使氧化铁溶于稀盐酸生成氯化铁,所以滤渣表面应附有Fe3Cl,若有Fe3存在,在加碱时会生成Fe(OH)3沉淀,影响Ce(OH)4的纯度,所以要除去Fe3。可以用KSCN溶液来检验Fe3是否存在。(2)反应物中有CeO2H2O2H2SO4,生成物中有Ce3,此过程中Ce由+4价变为+3价,得电子,所以H2O2中-1价的O就应该失电子变为0价的O,即氧气;然后再根据质量守恒和电荷守恒进行微粒的补充和配平即可。SiO2不溶于酸,所以滤渣B的成分为SiO2(3)因为TBP可以作为萃取剂,所以不能和水互溶;在萃取时除了要用到烧杯、玻璃棒、量筒外,还需要用到的主要玻璃仪器是分液漏斗。(4)在滴定过程中发生反应的离子方程式为Ce4Fe2=Ce3Fe3,每有1 mol Ce4反应即可消耗1 mol Fe2,消耗硫酸亚铁的物质的量为2.5×103 mol,所以0.536 g样品中含有2.5×103 mol Ce(OH)4,其质量为0.52 g,即质量分数约为97.0%

 

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