Question

【题目】工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）CeCO3F中，Ce元素的化合价为_______。

（2）酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式：____________。

（3）向Ce(BF4)3为中加入KCl溶液的目的是_________。

（4）若溶液中的Ce3+沉淀完全，此时溶液的pH为_______（己知Ksp[Ce(OH)3]=1×10-20)

（5）加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3，其中NH4Cl的作用是________。

（6）准确称取0.7500g CeCl3样品置于锥形瓶中，加入适量过硫酸铵[(NH4)2S2O8]溶液将Ce3+氧取化为Ce4+，然后用0.1000mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗25.00mL标准溶液．（己知：Fe2++Ce4+= Ce3++Fe3+）

①已知：过二硫酸的结构式为，其中S元素的化合价为：______。 过硫酸铵[(NH4)2S2O8]溶液将Ce3+氧化为Ce4+的离子方程式为：_____________。

②该样品中CeCl3的质量分数为____________。

③若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，测得该CeCl3样品的质童分数将______ （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

Answer 1

【答案】 +3 H2O2+2CeO2+6H+= 2Ce3++4H2O+O2↑ 避免Ce3+以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4或提高CeCl3的产品 9 氯化铵固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3的水解 +6 S2O82-+2Ce3+=2Ce4++2SO42- 82.2% 偏大

【解析】(1)根据化合价代数和为0可知，CeCO3F中，Ce元素的化合价为+3价；
(2)稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式为：H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑；
(3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液生成CeCl3和KBF，这样做的目的是避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4-或提高CeCl3的产率；
(4)溶液中的C(Ce3+)等于1×10-5molL-1，可认为Ce3+沉淀完全，根据KSP[Ce(OH)3]=C(Ce3+)C3(OH-)=1×10-20可知，C(OH-)=molL-1=1×10-5molL-1，此时溶液的PH为9；
(5)由于NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解，所以加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3；
(6)①由过二硫酸的结构式可知S元素的化合价为+6价； 过硫酸铵[(NH4)2S2O8]溶液将Ce3+氧化为Ce4+的离子方程式为S2O82-+2Ce3+=2Ce4++2SO42- ；

②0.1000moll-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积25.00ml，含有亚铁离子的物质的量为2.5×10-3mol，根据反应Fe2++Ce4+═Ce3++Fe3+，利用Ce元素守恒可知，CeCl3的质量为2.5×10-3mol×246.5g/mol=0.6163g，所以样品中CeCl3的质量分数为×100%=82.2%；
③若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定，由于亚铁离子被空气中氧气氧化，所以会消耗标准液的体积为偏大。