Question

【題目】硝酸鈰銨[(NH4)2Ce(NO3)6]廣泛應(yīng)用于電子、催化工業(yè)，其合成路線如下：

(1)已知(NH4)2Ce(NO3)6受熱易分解，某科研小組認(rèn)為反應(yīng)原理如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整：(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空氣中加熱(NH4)2Ce(NO3)6，除固體顏色有變化外，還可觀察到的現(xiàn)象是_________。

(2)步驟Ⅰ中，將Ce(NO3)3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，緩慢加入H2O2溶液攪拌混合均勻，再加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH，得到Ce(OH)4沉淀。該過(guò)程中參加反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為___________。

(3)298K時(shí)，Ksp[Ce(OH)4]＝1×10—29。Ce(OH)4的溶度積表達(dá)式為Ksp＝___________。

為了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即殘留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10—5mol·L－1，需調(diào)節(jié)pH為______以上。

(4)為了研究步驟Ⅲ的工藝條件，科研小組測(cè)定了(NH4)2Ce(NO3)6在不同溫度、不同濃度硝酸中的溶解度，結(jié)果如圖。從圖中可得出三條主要規(guī)律：

① (NH4)2Ce(NO3)6在硝酸中的溶解度隨溫度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

Answer 1

【答案】NO 產(chǎn)生紅棕色氣體 1:2 c(Ce4+)[c(OH—)]4 8 其它條件相同時(shí)，S隨c(HNO3)減小而增大 c(HNO3)越小，溫度對(duì)S的影響越大或c(HNO3)越大，溫度對(duì)S的影響越小

【解析】

(1)根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒、質(zhì)量守恒可知，(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8NO↑；由于在此過(guò)程中有O2產(chǎn)生，常溫下，NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2氣體；

(2)在配制過(guò)程中Ce由+3價(jià)升高到+4價(jià)，作還原劑，H2O2中O由-1價(jià)降低到-2價(jià)，作氧化劑，因H2O2中含有2個(gè)-1價(jià)的O，根據(jù)得失電子守恒，故氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2；

(3)沉淀Ce(OH)4存在的平衡為Ce(OH)4(s)Ce4+(aq)+4OH—(aq)，故Ksp[Ce(OH)4]=c(Ce4+)[c(OH—)]4；c(OH—)=，298K時(shí)，Kw=1×10—14，c(H+)=1×10—8，即pH=8；

(4)根據(jù)圖像中曲線的走勢(shì)可知，其它條件相同時(shí)，(NH4)2Ce(NO3)6隨c(HNO3)減小而增大；根據(jù)圖像中硝酸的濃度變化結(jié)合(NH4)2Ce(NO3)6的曲線，可知c(HNO3)越小，溫度對(duì)(NH4)2Ce(NO3)6的溶解度的影響越大或c(HNO3)越大，溫度對(duì)(NH4)2Ce(NO3)6的溶解度的影響越小。