题目内容
【题目】氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。回答下列问题：
(1)CeFCO3中Ce的化合价为___________。
(2)氧化培烧时不能使用陶瓷容器，原因是_____________________________________。
(3)氧化焙烧后的产物之一为CeO2，则酸浸时发生反应的离子方程式为____________。
(4)HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作Ⅰ的名称为_________。
(5)为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，其原因是_______________________________________。
(6)有机物HT能将Ce3+从水溶液中提取出来，该过程可表示为Ce3+ (水层)+3HT(有机层) 
CeT3 (有机层)+3H+ (水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液，从平衡角度解释其原因：___________________________________。
(7)已知，298K时，Ksp[Ce(OH)3]=5×l0-20，若溶液中c(Ce3+)=0.05mol·L-1，加碱调节pH到_________时Ce3+开始沉淀(忽略加碱过程中溶液体积变化)。
(8) 写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式：___________。
【答案】+3 陶瓷会与生成的HF反应 2CeO2+H2O2+6H+ = 2Ce3++O2↑+4H2O 分液 温度升高，双氧水发生分解，造成浸出率偏小 向混合液中加入稀硫酸，使c(H+)增大，平衡向形成Ce3+水溶液方向移动 8 4Ce(OH)3+O2+2H2O = 4Ce(OH)4
【解析】
本题主要考察工业流程。做题之前，要先观察工艺流程图，再去结合题中的每一问去分析各步骤目的及注意事项，再据此答题。
（1）CeFCO3中CO32－整体显－2价，F显－1价，整个化合价代数和为0，推出Ce的价态为＋3价；
（2）陶瓷容器中含有SiO2，SiO2与HF发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，因此钙流程氧化焙烧时不能使用陶瓷容器；
（3）有机层中CeF3，Ce显＋3价，CeO2中Ce显＋4价，即在酸浸时，Ce的价态降低，CeO2为氧化剂，H2O2为还原剂，离子方程式为2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O；
（4）操作I得到溶液和有机相，因此操作I的名称为分液；
（5）根据流程，酸浸时加入H2O2，H2O2在高温下发生分解，H2O2与CeO2发生反应时H2O2的量减少，造成浸出率降低；
（6）该过程中存在Ce3+ (水层)+3HT(有机层) 
CeT3 (有机层)+3H+ (水层)，加入稀硫酸，c(H＋)增大，平衡向逆反应方向进行，生成Ce3＋的水溶液，能获得较纯含Ce3＋水溶液；
（7）Ce3＋开始出现沉淀，c(Ce3＋)×c3(OH－)=Ksp[Ce(OH)3]，则有c(OH－)=
mol·L－1=1×10－6mol·L－1，即当pH=8时Ce3＋开始出现沉淀；
（8）利用氧气将Ce(OH)3氧化成Ce(OH)4，其反应的方程式为4Ce(OH)3＋O2＋2H2O=4Ce(OH)4。
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