Question

8．鈰是一種重要的稀土金屬元素，納米CeO₂可作拋光材料、催化劑載休（助劑）、汽車(chē)尾氣吸收劑等，制備納米CeO₂的流程如下：

（1）H₂O₂的作用是將高鈰硫酸鹽還原，該步驟中宜選用的酸是硫酸．
（2）氧化過(guò)程中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4．
（3）檢驗(yàn)制備的CeO₂是否為納米級(jí)的方法是將產(chǎn)品分散至水中，用一束強(qiáng)光照射，若產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，則制備的CeO₂為納米級(jí)．
（4）通常用（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法測(cè)定Ce（OH）4樣品純度．實(shí)驗(yàn)室要配制0.1000mol/L的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液，估計(jì)實(shí)驗(yàn)中大約需要210～240mL該標(biāo)準(zhǔn)溶液，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①?gòu)谋M量節(jié)約試劑的角度考慮，應(yīng)稱(chēng)取7.1g（NH₄）₂Fe（SO₄）₂晶體；
②將稱(chēng)好的晶體放如燒杯（填儀器名稱(chēng)）中，用適量的蒸餾水溶解，然后恢復(fù)到室溫；
③將溶解后的溶液注入250mL （填規(guī)格）容量瓶中，并用少量的蒸餾水洗滌燒懷內(nèi)璧2～3 次，合并注如容量瓶，振蕩混合，加水定容．搖勻．

Answer 1

分析 Ce（SO₄）₂溶液在酸性溶液中與過(guò)氧化氫反應(yīng)，被還原成Ce₂（SO₄）₃溶液，Ce₂（SO₄）₃溶液中加入氨水生成Ce（OH）₃沉淀，通入氧氣氧化得到Ce（OH）₄，分解得到CeO₂，
（1）過(guò)氧化氫還原高鈰硫酸鹽得到硫酸鈰溶液；用硫酸酸化不會(huì)引入新的雜質(zhì)；
（2）氧化過(guò)程中Ce（OH）₂沉淀通入氧氣氧化得到Ce（OH）₄，氧氣為氧化劑，Ce（OH）₂沉為還原劑，依據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比；
（3）制備的CeO₂是否為納米級(jí)，溶于水利用膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)檢驗(yàn)；
（4）①實(shí)驗(yàn)中大約需要210～240mL該標(biāo)準(zhǔn)溶液，所以配制溶液時(shí)可配制250mL；
②配制溶液時(shí)，溶解固體應(yīng)在燒杯中進(jìn)行；
③配制的溶液為250mL，所以可選用250mL的容量瓶，據(jù)此答題；

解答 解：Ce（SO₄）₂溶液在酸性溶液中與過(guò)氧化氫反應(yīng)，被還原成Ce₂（SO₄）₃溶液，Ce₂（SO₄）₃溶液中加入氨水生成Ce（OH）₃沉淀，通入氧氣氧化得到Ce（OH）₄，分解得到CeO₂，
（1）過(guò)氧化氫還原高鈰硫酸鹽得到硫酸鈰溶液；用硫酸酸化不會(huì)引入新的雜質(zhì)，所以用硫酸酸化，
故答案為：將高鈰硫酸鹽還原；硫酸；
（2）氧化過(guò)程中，4Ce（OH）₃+2H₂O+O₂=4Ce（OH）₄，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4，
故答案為：1：4；
（3）檢驗(yàn)制備的CeO₂是否為納米級(jí)的方法是利用膠體的特征性質(zhì)，將產(chǎn)品分散至水中，用一束強(qiáng)光照射，若產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，則制備的CeO₂為納米級(jí)，
故答案為：用一束強(qiáng)光照射，若產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，則制備的CeO₂為納米級(jí)；
（4）①實(shí)驗(yàn)中大約需要210～240mL該標(biāo)準(zhǔn)溶液，所以配制溶液時(shí)可配制250mL，此時(shí)需要的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂的質(zhì)量為0.1000mol/L×0.25L×284g/mol=7.1g，
故答案為：7.1；
②配制溶液時(shí)，溶解固體應(yīng)在燒杯中進(jìn)行，
故答案為：燒杯；
③配制的溶液為250mL，所以可選用250mL的容量瓶，
故答案為：250mL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成和成分的探究、物質(zhì)的分離提純方法、溶液配制的過(guò)程分析和計(jì)算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．