Question

【題目】廢舊顯示屏玻璃中含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì)。某課題小組以此玻璃粉末為原料，制得Ce(OH)4和硫酸鐵銨礬［Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O］，流程設(shè)計(jì)如下：

已知：Ⅰ．酸性條件下，鈰在水溶液中有Ce3+、Ce4+兩種主要存在形式，Ce4+有較強(qiáng)氧化性；Ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。

回答以下問題：

(1)反應(yīng)①的離子方程式是 。

(2)反應(yīng)②中H2O2的作用是 。

(3)反應(yīng)③的離子方程式是 。

(4)已知有機(jī)物HT能將Ce3+從水溶液中萃取出來，該過程可表示為：

2Ce3+ (水層)+ 6HT(有機(jī)層)2CeT3 (有機(jī)層)+ 6H+(水層)

從平衡角度解釋：向CeT3 (有機(jī)層)加入H2SO4 獲得較純的含Ce3+的水溶液的原因是 。

(5)硫酸鐵銨礬［Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O］廣泛用于水的凈化處理，其凈水原理用離子方程式解釋是 。

Answer 1

【答案】(1)SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O(2分)

(2)氧化使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+(2分)

(3)2GeO2 + 6H+ + H2O2 = 2Ge3+ + 4H2O + O2↑(2分)

(4)混合液中加入H2SO4使c(H+)增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移動(dòng)。(2分)

(5)Fe3+ + 3H2OFe(OH)3(膠體) + 3H+ (2分)

【解析】

試題分析：廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，過濾，得到濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO；濾渣A（Fe2O3、CeO2、FeO）加稀硫酸后過濾得濾液B是硫酸亞鐵溶液，加入硫酸和氧化劑過氧化氫可生成溶液C中為硫酸鐵，所加氧化劑過氧化氫不引入新雜質(zhì)，加熱蒸發(fā)得到溶液D為飽和硫酸鐵溶液，在溶液中加入硫酸銨溶液得到硫酸鐵銨礬；濾渣B的成分是CeO2；CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+和O2，加入HT硫酸萃取，將Ce3+從水溶液中萃取出來，Ce3+加堿和氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ce（OH）4；

（1）根據(jù)以上分析可知反應(yīng)①的離子方程式為SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O；

（2）反應(yīng)②中H2O2的作用是氧化使亞鐵離子為鐵離子；

（3）反應(yīng)③是酸性溶液中CeO2被過氧化氫還原生成Ce3+離子，過氧化氫被氧化生成氧氣，反應(yīng)的離子方程式2GeO2+6H++H2O2=2Ge3++4H2O+O2↑；

（4）有機(jī)物HT能將Ce3+從水溶液中萃取出來，該過程可表示為：2Ce3+（水層）+6HT（有機(jī)層）═2CeT3（有機(jī)層）+6H+（水層），加入硫酸增大氫離子濃度，平衡逆向進(jìn)行向形成Ge3+水溶液方向移動(dòng)，獲得較純的含Ce3+的水溶液；

（5）硫酸鐵銨礬[Fe2（SO4）3（NH4）2SO424H2O]廣泛用于水的凈化處理，其凈水原理是溶解后溶液中的鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體，膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的作用，可以凈水，反應(yīng)的離子方程式為：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+。