Question

二氧化铈（CeO₂）是一种重要的稀土氧化物．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以及其他少量可溶于稀酸的物质）．某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
（1）洗涤滤渣A的目的是为了除去______   （填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是______．
（2）第②步反应的离子方程式是______，滤渣B的主要成分是______．
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法．已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP______   （填“能”或“不能”）与水互溶．实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等．
（4）取上述流程中得到了Ce（OH）₄产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO₄标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce³⁺），消耗25.00mL标准溶液．该产品中Ce（OH）₄的质量分数为．

Answer 1

【答案】分析：根据该反应过程为：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀盐酸，Fe₂O₃转化FeCl₃存在于滤液中，滤渣为CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂转化为Ce³⁺，滤渣为SiO₂；③加入碱后Ce³⁺转化为沉淀，④通入氧气讲Ce从+3氧化为+4，得到产品；
（1）根据滤渣A上含有FeCl₃；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
（2）根据氧化还原反应中电子得失守恒来分析；滤渣B为SiO₂；
（3）根据萃取剂与水不互溶；
（4）根据电子守恒建立关系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后进行计算求出Ce（OH）₄的质量，最后求出质量分数．
解答：解：（1）滤渣A上含有FeCl₃，洗涤滤渣A的目的是为了除去Fe³⁺；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
故答案为：Fe³⁺；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反应生成转化为Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反应的方程式为：3H₂SO₄+H₂O₂+2CeO₂=Ce₂（SO₄）₃+O₂ ↑+4H₂O；
故答案为：3H₂SO₄+H₂O₂+2CeO₂=Ce₂（SO₄）₃+O₂ ↑+4H₂O，
加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂转化为Ce³⁺，SiO₂不反应，滤渣B的成分为SiO₂，
故答案为：SiO₂；
（3）化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，所以TBP不能与水互溶，故答案为：不能；
（4）Ce（OH）₄ ～FeSO₄
    0.0025mol          0.1000mol/L×1.025L
所以m（Ce（OH）₄）=0.0025mol×208g/mol=0.52g，产品中Ce（OH）₄的质量分数为×100%=97.01%，
故答案为：97.01%；
点评：本题以工艺流程为基础，考察化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、氧化还原反应等相关知识．