Question

【題目】氟碳鈰礦(主要成分為CeFCO3)是提取稀土化合物、冶煉鈰的重要礦物原料，以氟碳鈰礦為原料提取鈰的工藝流程如圖所示。

回答下列問題：

(1)CeFCO3中Ce的化合價(jià)為___________________。

(2)氧化焙燒后的產(chǎn)物之一為CeO2，則酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。為了提高酸浸率，可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，但溫度偏高浸出率反而會(huì)減小。其原因是___。

(3)HT是一種難溶于水的有機(jī)溶劑，它能將Ce3+從水溶液中萃取出來，該過程可表示為Ce3+(水層)+3HT(有機(jī)層)CeT3(有機(jī)層)+3H+(水層)。操作I的名稱是_________操作Ⅱ加入稀H2SO4的目的是______。

(4)向Ce(OH)3懸濁液中通入氧氣得到產(chǎn)品Ce(OH)4的化學(xué)方程式為______。

Answer 1

【答案】+3 2CeO2+H2O2+6H+==2Ce3++O2↓+4H2O 溫度升高，雙氧水發(fā)生分解，造成浸出率偏小 分液或萃取分液 混合液中加入稀H2SO4使c(H+)增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移動(dòng)，得到含Ce3+濃度大的溶液 4Ce(OH)3+O2+2H2O==4Ce(OH)4

【解析】

(1)根據(jù)化合價(jià)及化合物不顯電性得出Ce的化合價(jià)。

(2)氧化焙燒后的產(chǎn)物之一為CeO2，則酸浸時(shí)CeO2與雙氧水反應(yīng)生成氧氣和Ce3+，由于酸浸時(shí)需要用到雙氧水，雙氧水溫度較高要分解。

(3)將Ce3+從水溶液中萃取出來，有機(jī)層不溶于水，得出操作方法，操作Ⅱ加入稀H2SO4，主要利用平衡移動(dòng)原理來解釋。

(4) Ce(OH)3被氧氣氧化得到產(chǎn)品Ce(OH)4。

(1)根據(jù)化合價(jià)及化合物不顯電性得出CeFCO3中Ce的化合價(jià)為+3。

(2)氧化焙燒后的產(chǎn)物之一為CeO2，則酸浸時(shí)CeO2與雙氧水反應(yīng)生成氧氣和Ce3+，因此反應(yīng)的離子方程式為2CeO2+H2O2+6H+==2Ce3++O2↑+4H2O。為了提高酸浸率，可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，但溫度偏高浸出率反而會(huì)減小，由于酸浸時(shí)需要用到雙氧水，雙氧水溫度較高要分解，其原因是溫度升高，雙氧水發(fā)生分解，造成浸出率偏小，故答案為：2CeO2+H2O2 +6H+==2Ce3++O2↑+4H2O；溫度升高，雙氧水發(fā)生分解，造成浸出率偏小。

(3)HT是一種難溶于水的有機(jī)溶劑，它能將Ce3+從水溶液中萃取出來，有機(jī)層不溶于水，因此操作I的名稱是分液或萃取分液，操作Ⅱ加入稀H2SO4的目的是混合液中加入稀H2SO4使c(H+)增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移動(dòng)，得到含Ce3+濃度大的溶液，故答案為：分液或萃取分液；混合液中加入稀H2SO4使c(H+)增大，平衡向生成Ce3+水溶液方向移動(dòng)，得到含Ce3+濃度大的溶液。

(4)向Ce(OH)3懸濁液中通入氧氣，Ce(OH)3被氧氣氧化得到產(chǎn)品Ce(OH)4，其化學(xué)方程式為4Ce(OH)3+O2 +2H2O ==4Ce(OH)4，故答案為：4Ce(OH)3+O2+2H2O==4Ce(OH)4。