Question

16．平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物质），某小组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce（OH）₄．

己知：CeO₂不溶于强酸或强碱；Ce³⁺易水解，酸性条件下，Ce⁴⁺有氧化性．
（1）滤液A的主要成分Na₂SiO₃（填写化学式），滤液B所含金属阳离子为Fe²⁺、Fe³⁺．
（2）反应①的离子方程式是2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
（3）反应①之前要洗涤滤渣B，对滤液B进行“漂汰”的实验操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次．
（4）反应②的化学反应方程式是4Ce（OH）₃+O₂+4H₂O=4Ce（OH）₄．
（5）稀土元素的提纯，还可采用萃取法．己知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液萃取出来，过程表示为Ce₂（SO₄）₃（水层）+6HT（有机层）?2CeT₃（有机层）+3H₂SO₄（水层），用分液漏斗 （填主要仪器）分液的到CeT₃（有机层），再加入H₂SO₄获得较纯净的含Ce³⁺的水溶液．可选择硫酸作反萃取的原因是加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce³⁺进入水层．
（6）用滴定法测定制得的Ce₂（SO₄）₃产品纯度．
称取Ce（OH）₄样品→加酸溶解→用FeSO₄溶液滴定
若所用FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得Ce（OH）₄产品的质量分数偏大．（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

Answer 1

分析 废玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物质）加氢氧化钠溶液，二氧化硅溶于氢氧化钠生成硅酸钠，Fe₂O₃、CeO₂、FeO不溶，过滤，得到滤液A的主要成分为硅酸钠，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、硫酸铁的混合溶液，滤渣B的成分是CeO₂，CeO₂与H₂O₂和稀H₂SO₄反应生成Ce³⁺和O₂，反应为：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；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，据此分析解答．

解答 解：（1）废玻璃粉末加氢氧化钠溶液，二氧化硅溶于氢氧化钠生成硅酸钠，Fe₂O₃、CeO₂、FeO不溶，过滤，得到滤液A的主要成分为硅酸钠，滤渣A的成分是Fe₂O₃、CeO₂、FeO，加稀硫酸后过滤得滤液B主要成分为额是硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液；
故答案为：Na₂SiO₃；Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）反应①为CeO₂与H₂O₂和稀H₂SO₄反应生成Ce³⁺和O₂，反应为：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
故答案为：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
（3）反应①之前要洗涤滤渣B，方法为：沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次；
故答案为：沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次；
（4）反应②为Ce（OH）₃悬浊液被氧化生成Ce（OH）₄，反应为：4Ce（OH）₃+O₂+4H₂O=4Ce（OH）₄；
故答案为：4Ce（OH）₃+O₂+4H₂O=4Ce（OH）₄；
（5）分液用到的仪器为分液漏斗；加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce³⁺进入水层，所以可选择硫酸作反萃取剂；
故答案为：分液漏斗；加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce³⁺进入水层；
（6）所用FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，部分亚铁离子被氧化生成铁离子，则硫酸亚铁浓度降低，导致硫酸亚铁溶液体积增大，所以测得该Ce（OH）₄产品的质量分数偏大；
故答案为：偏大．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，涉及物质分离和提纯方法选取、氧化还原反应等知识点，明确反应原理是解本题关键，知道流程图中发生的反应及基本操作方法，题目难度中等．