Question

【题目】【2016届临沂一模】工业上利用氟碳铈矿（主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）CeCO3F中，Ce元素的化合价为 。

（2）酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式： 。

（3）向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是 。

（4）溶液中的C（Ce3＋)等于1×10-5mol.l-1，可认为Ce3＋沉淀完全，此时溶液的pH为 。

（已知KSP[Ce(OH)3]=1×10-20）

（5）加热CeCl3 .6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3 ，其中NH4Cl的作用是____________。

（6）准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中，加入适量过硫酸铵溶液将Ce3＋氧化为Ce4＋，然后用0.1000mol.l-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗25.00ml标准溶液。（已知：Fe2+＋Ce4＋＝Ce3＋＋Fe3＋)

①该样品中CeCl3的质量分数为 。

②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，测得该CeCl3样品的质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

Answer 1

【答案】（1）+3 （1分）（2）H2O2＋2CeO2＋6H+＝2Ce3+＋4H2O＋O2↑（2分，化学式写错、不配不得分，写化学方程式不得分）

（3）避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4－或提高CeCl3的产率

（2分，合理答案均得分）（4）9（2分）

（5）NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解（2分，合理答案均得分）

（6）①82.2%或82.17% (2分) ②偏大(2分)

【解析】

试题分析：（1）CeCO3F中，CO32-是负二价，氟是负一价，则Ce元素的化合价为+3价；

（2）稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式H2O2＋2CeO2＋6H+＝2Ce3+＋4H2O＋O2↑；

（3）避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失，应向Ce(BF4)3中加入KCl溶液；

（4）溶液中的c（Ce3＋)等于1×10-5mol.l-1，可认为Ce3＋沉淀完全，则KSP[Ce(OH)3]=1×10-20= c（Ce3＋)c3（OH-）=1×10-5×c3（OH-），c（OH-）=10-5 mol·L-1，则c（H+）=10-9 mol·L-1，此时溶液的PH为9；

（5）加热CeCl3·6H2O得到无水CeCl3 ，加入了NH4Cl固体，因为NH4Cl固体受热分解产生HCl，可抑制CeCl3水解；

（6）①根据反应Fe2+＋Ce4＋= Ce3＋＋Fe3＋及Fe2+的物质的量0.025×0.1=0.0025mol，得Ce3＋的物质的量是0.0025mol，则样品中CeCl3的质量分数为（0.0025×246.5/0.75）×100%=82.2%；

②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，亚铁离子有可能被氧化，将会导致标准液体积偏大，CeCl3样品的质量分数将偏大。