Question

【題目】碳酸鈰[Ce2(CO3)3]為白色粉末，難溶于水，主要用作生產(chǎn)鈰的中間化合物。它可由氟碳酸鈰精礦經(jīng)如下流程制得。

（1）如圖是一種稀土元素鈰(Ce)在元素周期表中的信息示意圖。則鈰原子的質(zhì)子數(shù)是______，氟碳酸鈰的化學(xué)式為CeFCO3，該化合物中，Ce的化合價(jià)為_____________；

（2）焙燒生成的鈰化合物為二氧化鈰(CeO2)，其在酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________；

（3）試劑X______________；

（4）已知298K時(shí)，Ksp[Ce(OH)4]=1×10-29，Ce(OH)4的溶度積表達(dá)式為Ksp=______________；為了使溶液中Ce4+沉淀完全，需調(diào)節(jié)pH為________以上；

（5）取某Ce(OH)4產(chǎn)品1.00g(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%)，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1的FeSO4溶液滴定至終點(diǎn)(鈰被還原成Ce3+)則需要滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積____________mL，若用硫酸酸化后改用0.1000molL-1

的FeCl2溶液滴定產(chǎn)品從而測(cè)定Ce(OH)4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其它操作都正確，則測(cè)定的Ce(OH)4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】（1） 58 +3

（2）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O

（3）Na2CO3

（4）c4(OH-)×c(Ce4+) 8

（5）46.6 偏低

【解析】

試題分析：（1）有信息示意圖可知鈰的核電荷數(shù)為58，即質(zhì)子數(shù)為58；化合物中各元素化合價(jià)之和為0，CeFCO3中Ce的化合價(jià)為x，則x+(-1)+(+4)+(-2)×3=0，x=+3；

（2）二氧化鈰的Ce為+4價(jià)，在酸浸時(shí)，固體CeO2 被溶解，且被還原為了+3價(jià)的Ce3+，在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，方程式為：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；

（3）在酸浸后，經(jīng)過分離不溶物，得到含有Ce3+的溶液，加入Na2CO3溶液，中和（2）中酸液，使Ce3+轉(zhuǎn)化為Ce2(CO3)3沉淀；

（4）已知Ce(OH)4 (aq)Ce4+(aq)+4OH-(aq)，此反應(yīng)的Ksp=c4(OH-)×c(Ce4+)；當(dāng)溶液中c(Ce4+)小于10-5mol/L時(shí)，沉淀完全，此時(shí)c4(OH-)==1×10-24，則c(OH-)=1×10-6mol/L，此時(shí)溶液的pH=8；

（5）Ce(OH)4產(chǎn)品在用硫酸溶解后生成了Ce4+，所以用還原劑滴定該溶液，Ce4+變成了Ce3+，而Fe2+被氧化成了Fe3+，所以根據(jù)電子的是守恒計(jì)算，n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=cV=0.1000 molL-1×V×10-3L=mol，V=46.6；如果改用FeCl2溶液滴定，則Cl-也能被Ce4+氧化，實(shí)際消耗的標(biāo)準(zhǔn)液偏少，測(cè)定結(jié)果偏低。