Question

氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO₃，它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料．氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种，其中一种提取铈的工艺流程如下：

已知：焙烧后烧渣中含+4价的铈及+3价的其它稀土氟氧化物；酸浸I的浸出液中含少量的+3价的铈
请回答下列问题
（1）焙烧前将矿石粉碎成细颗粒的目的是______．
（2）酸浸II后，四价铈转化为三价，为了避免三价铈以四氟硼酸盐形式损失，用可溶性钾盐将四氟硼酸根沉淀除去，该反应的离子方程式为：______
（3）在生产过程中，酸浸I 中会产生大量黄绿色气体，污染环境、腐蚀设备，写出产生黄绿色气体的离子方程式：______，提出一种解决的方案：______．
（4）实验室中进行操作I所用玻璃仪器名称：______；在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是为了调节溶液pH值获得Ce（OH）₃，测定该溶液pH值的操作是______．
（5）写出氧化步骤的化学方程式：______，其中还原产物是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂以及表面积等因素，对于固体参加的反应来说，固体表面积越大，反应速率越大；
（2）根据题意及元素守恒来判断可知应为KBF₄沉淀；
（3）在生产过程中，酸浸I中会产生大量黄绿色气体，说明Ce⁴⁺离子具有强氧化性，可将Cl^-氧化为Cl₂，
（4）过滤是将固体和液体化合物分离的一种提纯方法，用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒和滤纸等；实验室测定PH的方法是撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央，然后与标准比色卡对比；
（5）由题目中“酸浸I的浸出液中含少量的+3价的铈”可知，加入NaOH后生成Ce（OH）₃，NaClO将Ce（OH）₃氧化为
Ce（OH）₄．
解答：解：（1）对于固体参加的反应来说，固体表面积越大，反应速率越大，故答案为：增大固体与空气的接触面积，增大反应速率；提高原料的利用率；
（2）根据题意可知应为KBF₄沉淀，故答案为：K⁺+BF₄^-=KBF₄↓；
（3）在生产过程中，酸浸I中会产生大量黄绿色气体，说明Ce⁴⁺离子具有强氧化性，可将Cl^-氧化为Cl₂，为避免污染环境、腐蚀设备，应用硫酸酸浸，故答案为：2Ce⁴⁺+2Cl^-=2Ce³⁺+Cl₂↑；用H₂SO₄酸浸；
（4）过滤用到的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒和滤纸等；实验室测定PH的方法是撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央，然后与标准比色卡对比；故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；撕下一小片pH试纸放在干燥洁净的表面皿上，用玻璃棒蘸取该溶液点在pH试纸的中央，然后与标准比色卡对比；
（5）NaClO将Ce（OH）₃氧化为Ce（OH）₄，其中NaCl为还原产物，故答案为：2Ce（OH）₃+NaClO+H₂O=2Ce（OH）₄+NaCl； 
NaCl．
点评：本题既有常规知识的考查又有新情景题目的考查，常规题目涉及到影响化学反应速率的因素、过滤操作以及PH的测定方法；命题情景要求根据题意写出有关反应的方程式，做题时注意根据物质的性质正确判断反应物和生成物，用守恒的方法去书写．