题目内容
碳酸铈[Ce2(CO3)3]为白色粉末,难溶于水,主要生产铈的中间化合物,它可由氟碳酸铈精矿经如下流程制得.

(1)氟碳酸铈的化学式为CeFCO3,该化合物中,Ce的化合价为 ,其氧化焙烧成的氟化氢溶于水即为氢氟酸,能腐蚀玻璃,其原因是 (用化学方程式表示)
(2)氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO2),其在酸浸时发生反应的离子方程式为
(3)该试剂X是 反应后的分离操作是
(4)若试剂X改为氢氧化钠溶液,则反应生成难容物-氢氧化铈(Ⅲ),其暴露于空气中时变成紫色,最终变成黄色的氢氧化铈(Ⅳ).氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为
(5)取(4)中得到的Ce(OH)4产品(质量分数为97%)1.00g,加硫酸溶解后,用0.1000mol?L-1的FeSO4溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+)则需要滴加标准溶液的体积 mL.
(1)氟碳酸铈的化学式为CeFCO3,该化合物中,Ce的化合价为
(2)氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO2),其在酸浸时发生反应的离子方程式为
(3)该试剂X是
(4)若试剂X改为氢氧化钠溶液,则反应生成难容物-氢氧化铈(Ⅲ),其暴露于空气中时变成紫色,最终变成黄色的氢氧化铈(Ⅳ).氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为
(5)取(4)中得到的Ce(OH)4产品(质量分数为97%)1.00g,加硫酸溶解后,用0.1000mol?L-1的FeSO4溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+)则需要滴加标准溶液的体积
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题:实验设计题
分析:碳酸铈[Ce2(CO3)3]为白色粉末,难溶于水,可由氟碳酸铈精矿经氧化煅烧生成二氧化铈(CeO2),二氧化铈(CeO2)可在酸性条件下被还原为+3价的铈盐,通过加入Na2CO3溶液,从而制得碳酸铈[Ce2(CO3)3].
(1)化合物中各元素化合价之和为0,玻璃中成分二氧化硅能够与HF反应;
(2)二氧化铈的Ce为+4价,在酸浸时,固体CeO2被溶解,且被还原为了+3价的Ce3+;
(3)在酸浸后,为得到Ce2(CO3)3沉淀,加入Na2CO3溶液,过滤得到Ce2(CO3)3;
(4)氢氧化铈中铈为+3价,氢氧化高铈中铈为+4价,发生氧化还原反应,可参考氢氧化亚铁的氧化;
(5)加硫酸溶解后,用0.1000mol?L-1的FeSO4溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+),有关系n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)成立.
(1)化合物中各元素化合价之和为0,玻璃中成分二氧化硅能够与HF反应;
(2)二氧化铈的Ce为+4价,在酸浸时,固体CeO2被溶解,且被还原为了+3价的Ce3+;
(3)在酸浸后,为得到Ce2(CO3)3沉淀,加入Na2CO3溶液,过滤得到Ce2(CO3)3;
(4)氢氧化铈中铈为+3价,氢氧化高铈中铈为+4价,发生氧化还原反应,可参考氢氧化亚铁的氧化;
(5)加硫酸溶解后,用0.1000mol?L-1的FeSO4溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+),有关系n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)成立.
解答:
解:碳酸铈[Ce2(CO3)3]为白色粉末,难溶于水,可由氟碳酸铈精矿经氧化煅烧生成二氧化铈(CeO2),二氧化铈(CeO2)可在酸性条件下被还原为+3价的铈盐,通过加入Na2CO3溶液,从而制得碳酸铈[Ce2(CO3)3],
(1)化合物中各元素化合价之和为0,CeFCO3中Ce的化合价为x,则x+(-1)+(+4)+(-2)×3=0,x=+3,玻璃中成分二氧化硅能够与HF反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,故答案为:+3;SiO2+4HF=SiF4+2H2O;
(2)二氧化铈的Ce为+4价,在酸浸时,固体CeO2 被溶解,且被还原为了+3价的Ce3+,在酸性条件下发生氧化还原反应,方程式为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,故答案为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(3)在酸浸后,经过分离不溶物,得到含有Ce3+的溶液,加入Na2CO3溶液,中和(2)中酸液,使Ce3+转化为Ce2(CO3)3沉淀,经过过滤得到Ce2(CO3)3,故答案为:Na2CO3;过滤;
(4)Ce(OH)3 被空气中的氧气氧化为 Ce(OH)4,反应方程式为4Ce(OH)3 +O2+2H2O=4Ce(OH)4,故答案为:4Ce(OH)3 +O2+2H2O=4Ce(OH)4;
(5)Ce(OH)4产品在用硫酸溶解后生成了Ce4+,所以用还原剂滴定该溶液,Ce4+变成了Ce3+,而Fe2+被氧化成了Fe3+,所以根据电子的是守恒计算,n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=cV=0.1000 mol?L-1×V×10-3L=
mol,V=46.6,故答案为:46.6.
(1)化合物中各元素化合价之和为0,CeFCO3中Ce的化合价为x,则x+(-1)+(+4)+(-2)×3=0,x=+3,玻璃中成分二氧化硅能够与HF反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,故答案为:+3;SiO2+4HF=SiF4+2H2O;
(2)二氧化铈的Ce为+4价,在酸浸时,固体CeO2 被溶解,且被还原为了+3价的Ce3+,在酸性条件下发生氧化还原反应,方程式为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,故答案为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(3)在酸浸后,经过分离不溶物,得到含有Ce3+的溶液,加入Na2CO3溶液,中和(2)中酸液,使Ce3+转化为Ce2(CO3)3沉淀,经过过滤得到Ce2(CO3)3,故答案为:Na2CO3;过滤;
(4)Ce(OH)3 被空气中的氧气氧化为 Ce(OH)4,反应方程式为4Ce(OH)3 +O2+2H2O=4Ce(OH)4,故答案为:4Ce(OH)3 +O2+2H2O=4Ce(OH)4;
(5)Ce(OH)4产品在用硫酸溶解后生成了Ce4+,所以用还原剂滴定该溶液,Ce4+变成了Ce3+,而Fe2+被氧化成了Fe3+,所以根据电子的是守恒计算,n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=cV=0.1000 mol?L-1×V×10-3L=
| 1.00g×97% |
| 208g/mol |
点评:本题工艺流程为基础,考查化学实验基本操作、铈等元素的单质及化合物的知识及应用、化学计算、氧化还原反应等相关知识,难度较大.
练习册系列答案
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