Question

【题目】碳酸铈[Ce2（CO3）3]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物．它可由氟碳酸铈精矿经如图1流程制得．

（1）如图2是一种稀土元素铈（Ce）在元素周期表中的信息示意图．则铈原子的质子数是 ， 氟碳酸铈的化学式为CeFCO3 ， 该化合物中，Ce的化合价为；
（2）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）试剂X；
（4）已知298K时，Ksp[Ce（OH）4]=1×10﹣29 ， Ce（OH）4的溶度积表达式为Ksp=；为了使溶液中Ce4+沉淀完全，需调节pH为以上；
（5）取某Ce（OH）4产品1.00g（质量分数为97%），加硫酸溶解后，用0.1000molL﹣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，若用硫酸酸化后改用0.1000molL﹣1的FeCl2溶液滴定产品从而测定Ce（OH）4产品的质量分数，其它操作都正确，则测定的Ce（OH）4产品的质量分数（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．

Answer 1

【答案】
（1）58；+3
（2）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
（3）Na2CO3
（4）c（Ce4+）?[c（OH﹣）]4；8
（5）46.6；偏低
【解析】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.）根据铈在元素周期表的位置可知，铈是58号元素，即质子数为58，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，
所以答案是：58；+3；
（2.）二氧化铈的Ce为+4价，在酸浸时，固体CeO2 被溶解，且被双氧水还原为了+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，所以答案是：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 ，
所以答案是：Na2CO3；
（4.）溶度积为溶液离子浓度的幂次方的乘积，Ce（OH）4的溶度积表达式为Ksp=c（Ce4+）[c（OH﹣）]4 ， 使溶液中Ce4+沉淀完全，即残留在溶液中的c（Ce4+）小于1×10﹣5molL﹣1 ，
则c（OH﹣）＞ = mol/L=1×10﹣6mol/L，则pH=8，
所以答案是：c（Ce4+）[c（OH﹣）]4；8；
（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 molL﹣1×V×10﹣3L= ，V=46.6，用氯化亚铁代替硫酸亚铁，氯离子能被Ce4+氧化，所以会使氯化亚铁的体积偏小，所以测得的Ce（OH）4产品的质量分数偏低，
所以答案是：46.6；偏低．