Question

8．铈是一种重要的稀土金属元素，纳米CeO₂可作抛光材料、催化剂载休（助剂）、汽车尾气吸收剂等，制备纳米CeO₂的流程如下：

（1）H₂O₂的作用是将高铈硫酸盐还原，该步骤中宜选用的酸是硫酸．
（2）氧化过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4．
（3）检验制备的CeO₂是否为纳米级的方法是将产品分散至水中，用一束强光照射，若产生丁达尔效应，则制备的CeO₂为纳米级．
（4）通常用（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定法测定Ce（OH）4样品纯度．实验室要配制0.1000mol/L的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液，估计实验中大约需要210～240mL该标准溶液，请完成下列实验步骤：
①从尽量节约试剂的角度考虑，应称取7.1g（NH₄）₂Fe（SO₄）₂晶体；
②将称好的晶体放如烧杯（填仪器名称）中，用适量的蒸馏水溶解，然后恢复到室温；
③将溶解后的溶液注入250mL （填规格）容量瓶中，并用少量的蒸馏水洗涤烧怀内璧2～3 次，合并注如容量瓶，振荡混合，加水定容．摇匀．

Answer 1

分析 Ce（SO₄）₂溶液在酸性溶液中与过氧化氢反应，被还原成Ce₂（SO₄）₃溶液，Ce₂（SO₄）₃溶液中加入氨水生成Ce（OH）₃沉淀，通入氧气氧化得到Ce（OH）₄，分解得到CeO₂，
（1）过氧化氢还原高铈硫酸盐得到硫酸铈溶液；用硫酸酸化不会引入新的杂质；
（2）氧化过程中Ce（OH）₂沉淀通入氧气氧化得到Ce（OH）₄，氧气为氧化剂，Ce（OH）₂沉为还原剂，依据电子转移守恒计算氧化剂和还原剂物质的量之比；
（3）制备的CeO₂是否为纳米级，溶于水利用胶体的丁达尔效应检验；
（4）①实验中大约需要210～240mL该标准溶液，所以配制溶液时可配制250mL；
②配制溶液时，溶解固体应在烧杯中进行；
③配制的溶液为250mL，所以可选用250mL的容量瓶，据此答题；

解答 解：Ce（SO₄）₂溶液在酸性溶液中与过氧化氢反应，被还原成Ce₂（SO₄）₃溶液，Ce₂（SO₄）₃溶液中加入氨水生成Ce（OH）₃沉淀，通入氧气氧化得到Ce（OH）₄，分解得到CeO₂，
（1）过氧化氢还原高铈硫酸盐得到硫酸铈溶液；用硫酸酸化不会引入新的杂质，所以用硫酸酸化，
故答案为：将高铈硫酸盐还原；硫酸；
（2）氧化过程中，4Ce（OH）₃+2H₂O+O₂=4Ce（OH）₄，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4，
故答案为：1：4；
（3）检验制备的CeO₂是否为纳米级的方法是利用胶体的特征性质，将产品分散至水中，用一束强光照射，若产生丁达尔效应，则制备的CeO₂为纳米级，
故答案为：用一束强光照射，若产生丁达尔效应，则制备的CeO₂为纳米级；
（4）①实验中大约需要210～240mL该标准溶液，所以配制溶液时可配制250mL，此时需要的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的质量为0.1000mol/L×0.25L×284g/mol=7.1g，
故答案为：7.1；
②配制溶液时，溶解固体应在烧杯中进行，
故答案为：烧杯；
③配制的溶液为250mL，所以可选用250mL的容量瓶，
故答案为：250mL．

点评 本题考查了物质组成和成分的探究、物质的分离提纯方法、溶液配制的过程分析和计算等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．