Question

硝酸铈铵[（NH4）2Ce（NO3）6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

（1）已知（NH4）2Ce（NO3）6受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：（NH4）2Ce（NO3）6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空气中加热（NH4）2Ce（NO3）6，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（NO3）3·6H2O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（NH4）2Ce（NO3）6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 （NH4）2Ce（NO3）6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

 

Answer 1

【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）

【解析】

试题分析：（1）根据原子个数守恒、质量守恒可知，（NH4）2Ce（NO3）6CeO2·8OH + 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，（NH4）2Ce（NO3）6随c（HNO3）减小而增大；根据图像中硝酸的浓度变化结合（NH4）2Ce（NO3）6的曲线，可知c（HNO3）越小，温度对（NH4）2Ce（NO3）6的溶解度的影响越大或c（HNO3）越大，温度对（NH4）2Ce（NO3）6的溶解度的影响越小。

考点：考查质量守恒、氧化还原反应、沉淀溶解平衡、图像分析等。