Question

（2013?安徽）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過程中產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）．某課題組以此粉末為原料回收鈰，設計實驗流程如下：
（1）洗滌濾渣A的目的是為了除去

Fe³⁺

   （填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是

取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈

．
（2）第②步反應的離子方程式是

3H₂SO₄+H₂O₂+2CeO₂=Ce₂（SO₄）₃+O₂ ↑+4H₂O

，濾渣B的主要成分是

SiO₂

．
（3）萃取是分離稀土元素的常用方法．已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP

不能

   （填“能”或“不能”）與水互溶．實驗室進行萃取操作時用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等．
（4）取上述流程中得到了Ce（OH）₄產品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO₄標準溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce³⁺），消耗25.00mL標準溶液．該產品中Ce（OH）₄的質量分數為．

Answer 1

分析：根據該反應過程為：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，Fe₂O₃轉化FeCl₃存在于濾液中，濾渣為CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂轉化為Ce³⁺，濾渣為SiO₂；③加入堿后Ce³⁺轉化為沉淀，④通入氧氣講Ce從+3氧化為+4，得到產品；
（1）根據濾渣A上含有FeCl₃；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）根據氧化還原反應中電子得失守恒來分析；濾渣B為SiO₂；
（3）根據萃取劑與水不互溶；
（4）根據電子守恒建立關系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后進行計算求出Ce（OH）₄的質量，最后求出質量分數．

解答：解：（1）濾渣A上含有FeCl₃，洗滌濾渣A的目的是為了除去Fe³⁺；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，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，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反應生成轉化為Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反應的方程式為：3H₂SO₄+H₂O₂+2CeO₂=Ce₂（SO₄）₃+O₂ ↑+4H₂O；
故答案為：3H₂SO₄+H₂O₂+2CeO₂=Ce₂（SO₄）₃+O₂ ↑+4H₂O，
加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂轉化為Ce³⁺，SiO₂不反應，濾渣B的成分為SiO₂，
故答案為：SiO₂；
（3）化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，所以TBP不能與水互溶，故答案為：不能；
（4）Ce（OH）₄ ～FeSO₄
    0.0025mol          0.1000mol/L×1.025L
所以m（Ce（OH）₄）=0.0025mol×208g/mol=0.52g，產品中Ce（OH）₄的質量分數為

0.52g

0.536g

×100%=97.01%，
故答案為：97.01%；

點評：本題以工藝流程為基礎，考察化學實驗基本操作、元素及化合物知識、化學計算、氧化還原反應等相關知識．