问题 填空题

硝酸铈铵[(NH42Ce(NO36]广泛应用于电子、催化工业,其合成路线如下:

(1)已知(NH42Ce(NO36受热易分解,某科研小组认为反应原理如下,请补充完整:(NH42Ce(NO36CeO2·8OH + 8_____↑;CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空气中加热(NH42Ce(NO36,除固体颜色有变化外,还可观察到的现象是_________。

(2)步骤Ⅰ中,将Ce(NO33·6H2O配成溶液,保持pH到4~5,缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀,再加入氨水调节溶液pH,得到Ce(OH)4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。

(3)298K时,Ksp[Ce(OH)4]=1×10—29。Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp=___________。

为了使溶液中Ce4沉淀完全,即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10—5mol·L-1,需调节pH为______以上。

(4)为了研究步骤Ⅲ的工艺条件,科研小组测定了(NH42Ce(NO36在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度,结果如图。从图中可得出三条主要规律:

① (NH42Ce(NO36在硝酸中的溶解度随温度升高而增大;

② _____________________________________________;

③ _____________________________________________。

答案

(1)NO ;产生红棕色气体      (4分,每空2分)

(2)1:2      (3分)

(3)c(Ce4+)•[c(OH)]4  (3分) ;8   (2分)

(4)②其它条件相同时,S随c(HNO3)减小而增大     (2分)

③c(HNO3)越小,温度对S的影响越大或c(HNO3)越大,温度对S的影响越小 (2分)

题目分析:(1)根据原子个数守恒、质量守恒可知,(NH42Ce(NO36CeO2·8OH + 8NO↑;由于在此过程中有O2产生,常温下,NO与O2反应生成红棕色的NO2气体;(2)在配制过程中Ce由+3价升高到+4价,作还原剂,H2O2中O由—1价降低到—2价,作氧化剂,因H2O2中含有2个—1价的O,根据得失电子守恒,故氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2;(3)沉淀Ce(OH)4存在的平衡为Ce(OH)4(s)Ce4+(aq)+4OH(aq),故Ksp[Ce(OH)4]=c(Ce4+)•[c(OH)]4;c(OH)===1×10—6,298K时,Kw=1×10—14,c(H+)=1×10—8,即pH=8;(4)根据图像中曲线的走势可知,其它条件相同时,(NH42Ce(NO36随c(HNO3)减小而增大;根据图像中硝酸的浓度变化结合(NH42Ce(NO36的曲线,可知c(HNO3)越小,温度对(NH42Ce(NO36的溶解度的影响越大或c(HNO3)越大,温度对(NH42Ce(NO36的溶解度的影响越小。

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