二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物.以氟碳

时间:2022-05-14 02:52编辑:admin来源:未知当前位置:担当作文网 > 英语作文资料

分析 氟碳铈矿(主要含CeFCO3),“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价,Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,以便后续的提取,加稀硫酸,与SO42-结合成[CeSO4]2+,加萃取剂,氟洗液,硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,加“反萃取”加H2O2,又将Ce4+还原为Ce3+,发生反应2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+,加入碱后Ce3+转化为沉淀,通入氧气讲Ce从+3氧化为+4,得到产品,
(1)氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒是为了增加固体与氧气接触面积燃烧充分,增大固体和氧气的接触面积,反应更充分;
(2)“酸浸”中会产生大量黄绿色气体应为氯气,CeO2与盐酸发生氧化还原反应生成Ce3+和氯气,可以用硫酸代替盐酸而避免产生氯气污染;
(3)实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为分液漏斗,根据平衡:Ce4++n(HA)2?Ce•(H2n-4A2n)+4H+,加入Na2SO4时,随着c(SO42-)增大,水层中Ce4+被SO42-结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向左移动,D迅速减小;
(4)“反萃取”加H2O2的作用是将Ce4+离子重新还原为Ce3+,反应的离子方程式为2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+
(5)“氧化”步骤中用次氯酸钠将Ce3+氧化成Ce4+,根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式;
(6)根据电子得失守恒可得关系式CeO2~FeSO4,根据FeSO4的物质的量可计算出CeO2的质量,进而确定产品中CeO2的质量分数;

解答 解:氟碳铈矿(主要含CeFCO3),“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价,Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,以便后续的提取,加稀硫酸,与SO42-结合成[CeSO4]2+,加萃取剂,氟洗液,硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,加“反萃取”加H2O2,又将Ce4+还原为Ce3+,发生反应2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+,加入碱后Ce3+转化为沉淀,通入氧气讲Ce从+3氧化为+4,得到产品,
(1)“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒,其目的是增大固体和氧气的接触面积,反应更充分,
故答案为:增大固体和氧气的接触面积,反应更充分;
(2)“酸浸”中会产生大量黄绿色气体应为氯气,CeO2与盐酸发生氧化还原反应生成Ce3+和氯气,反应的离子方程式为2Cl-+8H++2CeO2=2Ce3++4H2O+Cl2↑,可以用硫酸代替盐酸而避免产生氯气污染,
故答案为:2Cl-+8H++2CeO2=2Ce3++4H2O+Cl2↑;用硫酸代替盐酸;
(3)实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为分液漏斗,根据平衡:Ce4++n(HA)2?Ce•(H2n-4A2n)+4H+,加入Na2SO4时,随着c(SO42-)增大,水层中Ce4+被SO42-结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向左移动,D迅速减小,
故答案为:分液漏斗;随着c(SO42-)增大,水层中Ce4+被SO42-结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向左移动,D迅速减小;
(4)“反萃取”加H2O2的作用是将Ce4+离子重新还原为Ce3+,反应的离子方程式为2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+,H2O2在该反应中作还原剂,每有1mol H2O2参加反应,转移电子的物质的量为2mol,
故答案为:还原剂;2mol;
(5)“氧化”步骤中用次氯酸钠将Ce3+氧化成Ce4+,反应的离子方程式为2Ce32Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl,
故答案为:2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl;
(6)FeSO4的物质的量为0.1000mol•L-1×0.025L=0.0025mol,根据电子得失守恒可得关系式CeO2~FeSO4,所以CeO2的质量为0.0025×172g=0.4300g,产品中CeO2的质量分数为$\frac{0.4300g}{0.4500g}$×100%=95.60%,
故答案为:95.60%.

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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