Question

2．在平板电视显示屏生产过程中产生的大量废玻璃粉末中含有二氧化铈（CeO₂）．
（1）①煅烧Ce（OH）CO₃可制备CeO₂，配平该反应的化学方程式
4Ce（OH）CO₃+1O₂=4CeO₂+4CO₂+2H₂O
②已知在一定条件下，电解熔融状态的CeO₂可制备Ce，在阴极获得铈，写出阴极的电极反应式Ce⁴⁺+4e^-=Ce；
（2）某课题组以上述废玻璃粉末（含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量不溶于稀酸的物质）为原
料，设计如图1流程对资源进行回收，得到Ce（OH）₄和硫酸铁铵．

①得到滤渣B时，需要将其表面杂质洗涤干净．检验滤渣B已经洗涤干净的方法是取最后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化，加入氯水若不变红色，证明洗涤干净．
②反应①的离子方程式为2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
③如图2，氧化还原滴定法测定制得的Ce（OH）₄产品的纯度．

该产品中Ce（OH）₄的质量分数为65.30%（保留小数点后两位）．若滴定所用FeSO₄溶液已在空气中露置了一段时间，则测得该Ce（OH）₄产品的纯度偏高（“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
（3）操作I的名称是冷却结晶．

Answer 1

分析 （1）①Ge（OH）CO₃→GeO₂，失去一个电子，O₂→2O^2-，得到4个电子，所以得失电子最小公倍数是4，则Ge（OH）CO₃的计量数是4，O₂的计量数是1，然后根据原子守恒配平；
②电解熔融状态的CeO₂可制备Ce，在阴极获得铈，阴极是Ce⁴⁺离子得到电子生成Ce；
（2）废玻璃粉末加氢氧化钠溶液后过滤，得到滤渣A的成分是Fe₂O₃、CeO₂、FeO；滤渣A（Fe₂O₃、CeO₂、FeO）加稀硫酸后过滤得滤液B是硫酸亚铁溶液，加入氧化剂C可生成硫酸铁，所加氧化剂应避免引入新杂质，滤渣B的成分是CeO₂；CeO₂与H₂O₂和稀H₂SO₄反应生成Ce³⁺和O₂；Ce³⁺加碱生成Ce（OH）₃悬浊液；Ce（OH）₃悬浊液被氧化生成Ce（OH）₄；
①固体表面可吸附Fe³⁺、Fe²⁺；
②CeO₂与H₂O₂反应生成Ce₂（SO₄）₃和O₂；
③依据滴定过程反应的定量关系计算Ce（OH）₄质量分数，FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后会被氧化，消耗硫酸亚铁增大，测定该Ce（OH）₄产品的质量分数会增大；
（3）根据操作流程判断，由溶液生成固体，应首先进行蒸发浓缩，然后冷却结晶．

解答 解：（1）①Ge（OH）CO₃→GeO₂，失去一个电子，O₂→2O^2-，得到4个电子，所以得失电子最小公倍数是4，则Ge（OH）CO₃的计量数是4，O₂的计量数是1，然后根据原子守恒配平，所以该反应方程式为4Ge（OH）CO₃+1O₂═4GeO₂+4CO₂+2H₂O，
故答案为：4；1；4；4；2；
②电解熔融状态的CeO₂可制备Ce，在阴极获得铈，阴极是Ce⁴⁺离子得到电子生成Ce，电极反应为：Ce⁴⁺+4e^-=Ce，故答案为：Ce⁴⁺+4e^-=Ce；
（2）①滤渣A的成分是Fe₂O₃、CeO₂、FeO，与硫酸反应后溶液中存在Fe³⁺、Fe²⁺，固体表面可吸附Fe³⁺、Fe²⁺，检验滤渣B已经洗涤干净的方法是取最后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化，加入氯水若不变红色，证明洗涤干净，
故答案为：取最后一次的洗涤液滴入KSCN溶液无变化，加入氯水若不变红色，证明洗涤干净；
②CeO₂与H₂O₂反应生成Ce₂（SO₄）₃和O₂，反应的方程式为2CeO₂+H₂O₂+3H₂SO₄=Ce₂（SO₄）₃+O₂↑+4H₂O，离子方程式为：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O，
故答案为：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
③，称取0.536g样品，加入硫酸溶解，用0.1000mol/LFeSO₄溶液滴定，消耗25.00ml溶液，
Ce⁴⁺+Fe²⁺=Fe³⁺+Ce³⁺，
依据元素守恒计算n（Ce（OH）₄）=n（Fe²⁺）=0.1000mol/L×0.0250L=2.5×10^-3mol，含量=$\frac{2.5×1{0}^{-3}mol×140g/mol}{0.536g}$×100%=65.30%
FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后会被氧化，消耗硫酸亚铁增大，测定该Ce（OH）₄产品的质量分数会偏高，
故答案为：65.30%，偏高；
（3）根据操作流程判断，由溶液生成固体，应首先进行蒸发浓缩，然后冷却结晶，故答案为：冷却结晶．

点评 本题以工艺流程为基础，考查了化学实验基本操作、元素及化合物知识反应等相关知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握实验的原理和操作方法，题目难度中等．