Question

18．平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末，其中含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量不溶于稀酸的物质．二氧化铈（CeO₂）是一种重要的稀土氧化物，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

（1）第①步反应的化学方程式是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，检验滤渣A是否洗净的方法是取最后一次洗涤液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则已洗净，反之，未洗净．
（2）第②步反应的离子方程式是2CeO₂+H₂O₂+6H⁺═2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
（3）取上述流程中得到的Ce（OH）₄产品0.5g，加硫酸溶解后，用0.100 0mol•L^-1FeSO₄标准溶液滴定到终点时（Ce⁴⁺被还原为Ce³⁺），消耗20.00mL标准溶液，该产品中Ce（OH）₄的质量分数为80.3%（保留小数点后一位）．

Answer 1

分析 根据该反应过程为：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀盐酸，Fe₂O₃转化FeCl₃存在于滤液中，滤渣为CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂转化为Ce³⁺，滤渣为SiO₂；③加入碱后Ce³⁺转化为沉淀，④通入氧气讲Ce从+3氧化为+4，得到产品；
（1）CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀盐酸，根据Fe₂O₃转化FeCl₃书写方程式；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；
（2）根据氧化还原反应中电子得失守恒来分析；
（3）根据电子守恒建立关系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后进行计算求出Ce（OH）₄的质量，最后求出质量分数．

解答 解：（1）CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀盐酸，Fe₂O₃转化FeCl₃，化学方程式是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；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；
故答案为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；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；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反应生成转化为Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反应的离子方程式为：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂ ↑+4H₂O；
故答案为：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂ ↑+4H₂O；
（3）Ce（OH）₄ ～FeSO₄
0.002mol 0.1000mol/L^-1×0.02L
所以m（Ce（OH）₄）=0.002mol×208g/mol=0.416g，产品中Ce（OH）₄的质量分数为$\frac{0.416}{0.5}$×100%=80.3%，
故答案为：80.3%．

点评 本题以工艺流程为基础，考察化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、氧化还原反应等相关知识．