Question

二氧化鈰（CeO₂）是一種重要的稀土氧化物．平板電視顯示屏生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)）．某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）洗滌的目的主要是為了除去Cl^-和

 

（填離子符號(hào)），檢驗(yàn)該濾渣A洗凈的方法是

 

．
（2）第②步反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（3）取上述流程中得到的Ce（OH）₄產(chǎn)品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol?L^-1FeSO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定終點(diǎn)時(shí)（鈰被還原為Ce³⁺），消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，該產(chǎn)品中Ce（OH）₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：該反應(yīng)過(guò)程為：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，F(xiàn)e₂O₃轉(zhuǎn)化FeCl₃存在于濾液中，濾渣為CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂轉(zhuǎn)化為Ce³⁺，濾渣為SiO₂；③加入堿后Ce³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，④通入氧氣將Ce從+3氧化為+4，得到產(chǎn)品；
（1）根據(jù)濾渣A上含有FeCl₃；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒來(lái)分析；
（3）根據(jù)電子守恒建立關(guān)系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后進(jìn)行計(jì)算求出Ce（OH）₄的質(zhì)量，最后求出質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）濾渣A中含有FeCl₃，洗滌濾渣A的目的是為了除去Fe³⁺；檢驗(yàn)該濾渣A洗凈的操作方法為：取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈，反之，未洗凈，
故答案為：Fe³⁺；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反應(yīng)生成轉(zhuǎn)化為Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反應(yīng)的離子方程式為：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O，
故答案為：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
（3）Ce（OH）₄～FeSO₄
  0.0025mol   0.1000mol/L^-1×0.025L
所以m（Ce（OH）₄）=0.0025mol×208g/mol=0.52g，
產(chǎn)品中Ce（OH）₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.52g

0.536g

×100%=97.01%，
故答案為：97.01%．

點(diǎn)評(píng)：本題以工藝流程為基礎(chǔ)，考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、元素及化合物知識(shí)、化學(xué)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識(shí)，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)流程及反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．