平板液晶顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末，其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質，某實驗小組以此粉末為...

問題詳情：

平板液晶顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末，其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質，某實驗小組以此粉末為原料回收鈰，設計流程如圖所示。

已知：CeO2具有強氧化*，一般不與常見的無機*反應。

(1)步驟①加入過量鹽*後，濾液A中的陽離子有________。

(2)步驟②中H2O2的作用與下列反應中H2O2的作用完全相同的是________(填序號)。

A．H2O2與MnO2混合制O2

B．H2O2與Ca(OH)2混合制CaO2

C．用H2O2處理含K2Cr2O7的**廢水

D．用稀硫*和H2O2溶解金屬Cu

(3)為了使步驟③所得懸濁液中的Ce3＋濃度小於1×10－6 mol·L－1，則加入NaOH調節溶液的pH應大於________。[已知：25 ℃時，Ce(OH)3的Ksp＝8.0×10－21，lg 2＝0.3]

(4)將NH4Cl固體與CeCl3·6H2O混合真空加熱可得無水CeCl3，其中加入NH4Cl的作用是________________________________________。

(5)第④步反應的化學方程式是______________________________。

(6)對CeCl3樣品純度進行測定的方法：準確稱取樣品40.0 g配成100 mL溶液，取25.00 mL置於錐形瓶中，加入稍過量的過二硫*銨[(NH4)2S2O8]溶液將Ce3＋氧化為Ce4＋，然後用萃取劑萃取Ce4＋，再用0.5 mol·L－1 FeSO4標準溶液滴定至終點(Ce4＋被還原為Ce3＋)，重複2～3次，平均消耗20.00 mL標準溶液。

①若選用某萃取劑[用(HT)2表示]時，存在反應：Ce4＋＋n(HT)2Ce(H2n－4T2n)＋4H＋，則為提高滴定的準確率，應使溶液呈________(填“*”“中”或“鹼”)*。

②經計算，CeCl3樣品的純度為__________。[M(CeCl3)＝246.5 g·mol－1]

【回答】

*　(1)Fe3＋、H＋ 　(2)C　(3)9.3　

(4)NH4Cl固體受熱分解生成的HCl可抑制Ce3＋水解

(5)2Ce(OH)3＋NaClO＋H2O===2Ce(OH)4＋NaCl

(6)①*　②24.65%

解析　(1)廢玻璃粉末中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質，步驟①加入過量鹽*時，CeO2、SiO2不溶於鹽*，Fe2O3溶解，故濾液A中的陽離子有Fe3＋、H＋。

(2)步驟②中加入稀硫*和H2O2，反應後得到Ce3＋，則H2O2作還原劑。A項，H2O2既作氧化劑又作還原劑，B項為複分解反應，H2O2既不作氧化劑也不作還原劑，C項，H2O2作還原劑，D項，H2O2作氧化劑。

(3)當懸濁液中c(Ce3＋)<1×10－6 mol·L－1時，結合溶度積常數可計算c(OH－)> ＝ mol·L－1＝2×10－5 mol·L－1，則pOH<5－lg 2＝4.7，溶液的pH>9.3。

(5)結合流程圖知，第④步反應中Ce(OH)3被NaClO氧化生成Ce(OH)4，NaClO被還原生成NaCl。

(6)①“萃取”時存在反應Ce4＋＋n(HT)2Ce(H2n－4T2n)＋4H＋，若要提高滴定的準確率，則需要平衡逆向進行，因此應使溶液呈**。

②根據得失電子守恆可知，25.00 mL溶液中Ce3＋的物質的量等於亞鐵離子的物質的量，則100 mL溶液中n(CeCl3)＝0.04 mol，CeCl3樣品的純度＝×100%＝24.65%。

知識點：電離平衡 水解平衡

題型：推斷題