问题 填空题

二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:

(1)洗涤滤渣A的目的是为了除去____________(填离子符号),检验该离子是否洗净的方法是_________________________________________________________。

(2)第②步反应的离子方程式是______________________________________,滤渣B的主要成分是___________________。

(3)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP______________(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有_______________、烧杯、玻璃棒、量筒等。

(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 mol·L-1 FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3),消耗25.00 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为___________(结果保留两位有效数字)。

答案

(1) (共4分)    Fe3(1分) 取最后一次洗涤液(1分),加入KSCN溶液(1分),若不出现红色,则已洗净(1分);反之,未洗净(其他合理答案均可)

(2) (共4分)   2CeO2+H2O2+6H=2Ce3+O2↑+4H2O(3分) (配平错扣2分、没有↑扣1分)  SiO2(1分)        (3)不能 分液漏斗(各2分)     (4)97%或0.97( 4分)

题目分析:(1)废玻璃粉末中含有的二氧化铈和二氧化硅都是难溶于酸的,加入稀盐酸目的是溶解氧化铁等杂质,所以得到的滤渣主要是SiO2、CeO2 ,对滤渣进行洗涤就是要洗去残留的可溶性的Fe3杂质,所以检验该离子是否洗净,应该取最后一次洗涤液,加入KSCN试剂,若不出现血红色现象,则证明已经洗涤干净,否则未洗净。

(2)滤渣A中的二氧化铈的Ce为+4价,而加入稀硫酸和H2O2后,固体CeO2 被溶解,且被还原为了+3价的Ce3+ ,所以可以看出加入的双氧水作还原剂,在性条件下发生氧化还原反应,方程式为:2CeO2+H2O2+6H=2Ce3+O2↑+4H2O,所以得到的滤渣B是SiO2。

(3)化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,所以该萃取剂必须与水互不相容,在萃取分液操作中比需要用到分液漏斗。

(4)Ce(OH)4产品在用硫酸溶解后生成了Ce4,所以用还原剂滴定该溶液,Ce4变成了Ce3,而Fe2+ 被氧化成了Fe3+ ,所以根据电子的是守恒计算,n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)="cV=0.100" 0 mol·L-1×25.00 ×10-3 L=0.0025mol,所以Ce(OH)4的质量分数W=nM/m样品×100%=0.0025mol×208g/mol / 0.536g=97%。(要注意保留两位有效数字)。

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单项选择题