Question

16．平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物質(zhì)），某小組以此粉末為原料，設(shè)計(jì)如下工藝流程對(duì)資源進(jìn)行回收，得到Ce（OH）₄．

己知：CeO₂不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿；Ce³⁺易水解，酸性條件下，Ce⁴⁺有氧化性．
（1）濾液A的主要成分Na₂SiO₃（填寫化學(xué)式），濾液B所含金屬陽離子為Fe²⁺、Fe³⁺．
（2）反應(yīng)①的離子方程式是2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
（3）反應(yīng)①之前要洗滌濾渣B，對(duì)濾液B進(jìn)行“漂汰”的實(shí)驗(yàn)操作方法是沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至沒過沉淀，待水自然流下，重復(fù)2～3次．
（4）反應(yīng)②的化學(xué)反應(yīng)方程式是4Ce（OH）₃+O₂+4H₂O=4Ce（OH）₄．
（5）稀土元素的提純，還可采用萃取法．己知化合物HT作為萃取劑能將鈰離子從水溶液萃取出來，過程表示為Ce₂（SO₄）₃（水層）+6HT（有機(jī)層）?2CeT₃（有機(jī)層）+3H₂SO₄（水層），用分液漏斗 （填主要儀器）分液的到CeT₃（有機(jī)層），再加入H₂SO₄獲得較純凈的含Ce³⁺的水溶液．可選擇硫酸作反萃取的原因是加入硫酸，可使平衡向左進(jìn)行，使Ce³⁺進(jìn)入水層．
（6）用滴定法測(cè)定制得的Ce₂（SO₄）₃產(chǎn)品純度．
稱取Ce（OH）₄樣品→加酸溶解→用FeSO₄溶液滴定
若所用FeSO₄溶液在空氣中露置一段時(shí)間后再進(jìn)行滴定，則測(cè)得Ce（OH）₄產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

分析 廢玻璃粉末（含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物質(zhì)）加氫氧化鈉溶液，二氧化硅溶于氫氧化鈉生成硅酸鈉，F(xiàn)e₂O₃、CeO₂、FeO不溶，過濾，得到濾液A的主要成分為硅酸鈉，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、硫酸鐵的混合溶液，濾渣B的成分是CeO₂，CeO₂與H₂O₂和稀H₂SO₄反應(yīng)生成Ce³⁺和O₂，反應(yīng)為：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；Ce³⁺加堿生成Ce（OH）₃懸濁液；Ce（OH）₃懸濁液被氧化生成Ce（OH）₄，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液，二氧化硅溶于氫氧化鈉生成硅酸鈉，F(xiàn)e₂O₃、CeO₂、FeO不溶，過濾，得到濾液A的主要成分為硅酸鈉，濾渣A的成分是Fe₂O₃、CeO₂、FeO，加稀硫酸后過濾得濾液B主要成分為額是硫酸亞鐵、硫酸鐵的混合溶液；
故答案為：Na₂SiO₃；Fe²⁺、Fe³⁺；
（2）反應(yīng)①為CeO₂與H₂O₂和稀H₂SO₄反應(yīng)生成Ce³⁺和O₂，反應(yīng)為：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
故答案為：2CeO₂+H₂O₂+6H⁺=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
（3）反應(yīng)①之前要洗滌濾渣B，方法為：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至沒過沉淀，待水自然流下，重復(fù)2～3次；
故答案為：沿玻璃棒向漏斗中加蒸餾水至沒過沉淀，待水自然流下，重復(fù)2～3次；
（4）反應(yīng)②為Ce（OH）₃懸濁液被氧化生成Ce（OH）₄，反應(yīng)為：4Ce（OH）₃+O₂+4H₂O=4Ce（OH）₄；
故答案為：4Ce（OH）₃+O₂+4H₂O=4Ce（OH）₄；
（5）分液用到的儀器為分液漏斗；加入硫酸，可使平衡向左進(jìn)行，使Ce³⁺進(jìn)入水層，所以可選擇硫酸作反萃取劑；
故答案為：分液漏斗；加入硫酸，可使平衡向左進(jìn)行，使Ce³⁺進(jìn)入水層；
（6）所用FeSO₄溶液在空氣中露置一段時(shí)間后再進(jìn)行滴定，部分亞鐵離子被氧化生成鐵離子，則硫酸亞鐵濃度降低，導(dǎo)致硫酸亞鐵溶液體積增大，所以測(cè)得該Ce（OH）₄產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大；
故答案為：偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)分離和提純方法選取、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及基本操作方法，題目難度中等．