Question

【題目】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等物質）。某課題小組以此粉末為原料，設計資源回收的工藝流程如下：

（1）寫出第①步反應的離子方程式。
（2）洗滌濾渣B的目的是為了除去（填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是。
（3）寫出第③步反應的化學方程式。
（4）制備綠礬(FeSO4·7H2O)時，向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵屑，充分反應后，經過濾得到FeSO4溶液，再經、、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到綠礬。
（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4產品(質量分數為86%)1.000g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/L FeSO4溶液滴定至終點（鈰被還原成Ce3+），則需準確滴加標準溶液的體積為mL。

Answer 1

【答案】
（1）SiO2+2OH－=SiO+H2O
（2）Fe3＋；取最后一次洗滌液少許，加入KSCN溶液，若不出現紅色則已洗凈，若出現紅色則未洗凈
（3）2CeO2+ H2O2 +3H2SO4 = Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O
（4）蒸發濃縮；冷卻結晶
（5）43.14
【解析】解：（1）根據廢玻璃粉末的成分（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質），可知能與氫氧化鈉反應的是二氧化硅．其離子方程式為SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，
所以答案是：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（2）經分析濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2；第②步反應Fe2O3與稀硫酸作用生成Fe2（SO4）3 ， 洗滌濾渣B的目的顯然是為了除去 Fe3+ ， 檢驗鐵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，否則未洗凈，
所以答案是：Fe3+；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，否則未洗凈；
（3）第③步反應CeO2與H2O2和稀H2SO4反應生成Ce3+ ， Ce元素由+4價變為+3價，被還原；則H2O2應被氧化生成O2 ， 然后配平得出第③步反應的化學方程式 2CeO2+H2O2+3H2SO4═2Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O；
所以答案是：2CeO2+H2O2+3H2SO4═Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O；
（4）綠礬（FeSO47H2O）是結晶水合物，固體加熱易分解；故由FeSO4溶液制備綠礬（FeSO47H2O）時，應經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥等操作步驟得到，
所以答案是：蒸發濃縮；冷卻結晶；
（5）由已知條件：取上述流程中得到的Ce（OH）4產品（質量分數為86%）1.000g，加硫酸溶解后得Ce4+ ， 用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點，鈰被還原成Ce3+ ， 則Fe2+被氧化為Fe3+ ， 反應關系式為：Ce（OH）4～Ce3+～e-～Fe2+～Fe3+ ， 則n（Ce（OH）4）=n（FeSO4）=1.000g×86%÷208g/mol=0.004314mol，滴加標準溶液的體積V==0.04314L=43.14mL，
所以答案是：43.14．