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16.平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质),某小组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4

己知:CeO2不溶于强酸或强碱;Ce3+易水解,酸性条件下,Ce4+有氧化性.
(1)滤液A的主要成分Na2SiO3(填写化学式),滤液B所含金属阳离子为Fe2+、Fe3+
(2)反应①的离子方程式是2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O.
(3)反应①之前要洗涤滤渣B,对滤液B进行“漂汰”的实验操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次.
(4)反应②的化学反应方程式是4Ce(OH)3+O2+4H2O=4Ce(OH)4
(5)稀土元素的提纯,还可采用萃取法.己知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液萃取出来,过程表示为Ce2(SO43(水层)+6HT(有机层)?2CeT3(有机层)+3H2SO4(水层),用分液漏斗 (填主要仪器)分液的到CeT3(有机层),再加入H2SO4获得较纯净的含Ce3+的水溶液.可选择硫酸作反萃取的原因是加入硫酸,可使平衡向左进行,使Ce3+进入水层.
(6)用滴定法测定制得的Ce2(SO43产品纯度.
称取Ce(OH)4样品→加酸溶解→用FeSO4溶液滴定
若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定,则测得Ce(OH)4产品的质量分数偏大.(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

分析 废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)加氢氧化钠溶液,二氧化硅溶于氢氧化钠生成硅酸钠,Fe2O3、CeO2、FeO不溶,过滤,得到滤液A的主要成分为硅酸钠,滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO,滤渣A(Fe2O3、CeO2、FeO)加稀硫酸后过滤得滤液B是硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液,滤渣B的成分是CeO2,CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2,反应为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;Ce3+加碱生成Ce(OH)3悬浊液;Ce(OH)3悬浊液被氧化生成Ce(OH)4,据此分析解答.

解答 解:(1)废玻璃粉末加氢氧化钠溶液,二氧化硅溶于氢氧化钠生成硅酸钠,Fe2O3、CeO2、FeO不溶,过滤,得到滤液A的主要成分为硅酸钠,滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO,加稀硫酸后过滤得滤液B主要成分为额是硫酸亚铁、硫酸铁的混合溶液;
故答案为:Na2SiO3;Fe2+、Fe3+
(2)反应①为CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2,反应为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
故答案为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(3)反应①之前要洗涤滤渣B,方法为:沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次;
故答案为:沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次;
(4)反应②为Ce(OH)3悬浊液被氧化生成Ce(OH)4,反应为:4Ce(OH)3+O2+4H2O=4Ce(OH)4
故答案为:4Ce(OH)3+O2+4H2O=4Ce(OH)4
(5)分液用到的仪器为分液漏斗;加入硫酸,可使平衡向左进行,使Ce3+进入水层,所以可选择硫酸作反萃取剂;
故答案为:分液漏斗;加入硫酸,可使平衡向左进行,使Ce3+进入水层;
(6)所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定,部分亚铁离子被氧化生成铁离子,则硫酸亚铁浓度降低,导致硫酸亚铁溶液体积增大,所以测得该Ce(OH)4产品的质量分数偏大;
故答案为:偏大.

点评 本题考查物质分离和提纯,为高频考点,涉及物质分离和提纯方法选取、氧化还原反应等知识点,明确反应原理是解本题关键,知道流程图中发生的反应及基本操作方法,题目难度中等.

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