Question

【題目】工業(yè)上利用氟碳鈰礦（主要成分CeCO3F）提取CeCl3的一種工藝流程如下：
請回答下列問題：
（1）CeCO3F中，Ce元素的化合價為 ．
（2）酸浸過程中用稀硫酸和H2O2替換HCl不會造成環(huán)境污染．寫出稀硫酸、H2O2與CeO2反應的離子方程式： ．
（3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液的目的是 ．
（4）溶液中的C（Ce3+）等于1×10﹣5molL﹣1 ， 可認為Ce3+沉淀完全，此時溶液的PH為 ． （已知KSP[Ce（OH）3]=1×10﹣20）
（5）加熱CeCl36H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無水CeCl3 ， 其中NH4Cl的作用是 ．
（6）準確稱取0.7500gCeCl3樣品置于錐形瓶中，加入適量過硫酸銨溶液將Ce3+氧化為Ce4+ ， 然后用0.1000moll﹣1（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液滴定至終點，消耗25.00mL標準溶液．（已知：Fe2+Ce4+═Ce3++Fe3+） ①該樣品中CeCl3的質量分數為 ．
②若使用久置的（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液進行滴定，測得該CeCl3樣品的質量分數（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】
（1）+3
（2）H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑
（3）避免三價鈰以Ce（BF4）3沉淀的形式損失或除去BF4﹣或提高CeCl3的產率
（4）9
（5）NH4Cl固體受熱分解產生HCl，抑制CeCl3水解
（6）82.2%；偏大
【解析】解：利用氟碳鈰礦（主要成分CeCO3F）提取CeCl3的一種工藝流程為，CeCO3F焙燒得CeO2、CeF4 ， 用鹽酸和硼酸酸浸，過濾得沉淀Ce（BF）4和CeCl3濾液，Ce（BF）4與氯化鉀溶液反應得到CeCl3和KBF，CeCl3與前面濾液中CeCl3的合并再加氫氧化鈉，得Ce（OH）3沉淀，Ce（OH）3沉淀與鹽酸反應可得CeCl36H2O，加熱CeCl36H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無水CeCl3 ， （1）根據化合價代數和為0可知，CeCO3F中，Ce元素的化合價為+3價， 所以答案是：+3； （2）稀硫酸、H2O2與CeO2反應的離子方程式為：H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑，
所以答案是：H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑； （3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液生成CeCl3和KBF，這樣做的目的是避免三價鈰以Ce（BF4）3沉淀的形式損失或除去BF4﹣或提高CeCl3的產率，
所以答案是：避免三價鈰以Ce（BF4）3沉淀的形式損失或除去BF4﹣或提高CeCl3的產率； （4）溶液中的C（Ce3+）等于1×10﹣5molL﹣1 ， 可認為Ce3+沉淀完全，根據KSP[Ce（OH）3]=C（Ce3+）C3（OH﹣）=1×10﹣20可知，C（OH﹣）= molL﹣1=1×10﹣5molL﹣1 ， 此時溶液的PH為9，
所以答案是：9； （5）由于NH4Cl固體受熱分解產生HCl，抑制CeCl3水解，所以加熱CeCl36H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無水CeCl3 ，
所以答案是：NH4Cl固體受熱分解產生HCl，抑制CeCl3水解； （6）①0.1000moll﹣1（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液體積25.00mL，含有亞鐵離子的物質的量為2.5×10﹣3mol，根據反應Fe2++Ce4+═Ce3++Fe3+ ， 利用Ce元素守恒可知，CeCl3的質量為2.5×10﹣3mol×246.5g/mol=0.6163g，所以樣品中CeCl3的質量分數為 ×100%=82.2%，
所以答案是：82.2%；
②若使用久置的（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液進行滴定，由于亞鐵離子被空氣中氧氣氧化，所以會消耗標準液的體積為偏大，則測得該CeCl3樣品的質量分數偏大，
所以答案是：偏大．