Question

【題目】現(xiàn)有平板電視顯示屏工廠生產(chǎn)過程中丟棄廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì))，某課題組以此粉末為原料回收鈰和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：

資料1：CeO2是一種金屬氧化物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與稀硫酸不反應(yīng)。在H2O2存在的條件下，兩種物質(zhì)能反應(yīng)。

資料2：FeSO4容易被空氣中的O2氧化。

(1)寫出①反應(yīng)的化學(xué)方程式______；該反應(yīng)類型為____反應(yīng)；為提高①中硫酸的反應(yīng)效率，可采用的具體措施有_____。(寫一種即可)

(2)將②中所得FeSO4溶液在氮?dú)猸h(huán)境中蒸發(fā)濃縮、____、過濾，得到FeSO4晶體，其中氮?dú)獾淖饔檬?/span>______。

(3)請補(bǔ)充完整③反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CeO2+3H2SO4+H2O2==Ce2(SO4)3+_____+ ____↑，濾渣B的主要成分是_____。

(4)生產(chǎn)過程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是____。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O 復(fù)分解反應(yīng) 加熱、粉碎、攪拌、提高硫酸的濃度等 冷卻結(jié)晶(或結(jié)晶) 保護(hù)氣(或避免FeSO4被空氣中的氧氣氧化) 4H2O O2 SiO2(或二氧化硅) O2(或氧氣)

【解析】

（1）根據(jù)丟棄廢玻璃粉末 含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)，和“CeO2是一種金屬氧化物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與稀硫酸不反應(yīng)”，①中只有氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，對應(yīng)的化學(xué)方程式 Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，該反應(yīng)是兩種化合物相互交換成分生成兩種新的化合物的反應(yīng)，符合復(fù)分解反應(yīng)的特征，屬于復(fù)分解反應(yīng)；為提高①中硫酸的反應(yīng)效率，可采用的具體措施有加熱、粉碎、攪拌、提高硫酸的濃度等；

（2）由于是獲得硫酸亞鐵晶體，該晶體帶結(jié)晶水，所以不能直接蒸干，而是冷卻結(jié)晶的辦法獲得晶體，具體操作為：將②中所得FeSO4溶液在氮?dú)猸h(huán)境中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（或結(jié)晶）、過濾，得到FeSO4晶體。由于FeSO4容易被空氣中的O2氧化，所以其中氮?dú)獾淖饔檬?/span> 保護(hù)氣（或避免FeSO4被空氣中的氧氣氧化）；

（3）根據(jù)現(xiàn)有化學(xué)方程式2CeO2+3H2SO4+H2O2═Ce2（SO4）3+_____+ ____↑，可知反應(yīng)前：Ce原子有2個(gè)，氧原子為18個(gè)，硫原子3個(gè)，氫原子8個(gè)。反應(yīng)后現(xiàn)有：Ce原子有2個(gè)，氧原子為12個(gè)，硫原子3個(gè)；缺少8個(gè)氫原子和6個(gè)氧原子，而還有氣體生成，所以氣體為氧氣，所以對應(yīng)4個(gè)水分子和1個(gè)氧分子，結(jié)論為：4H2O和O2．由于二氧化硅不溶于水也不和硫酸反應(yīng)，同時(shí)也不和過氧化氫以及硫酸的混合物反應(yīng)，所以濾渣B的主要成分是 SiO2(或二氧化硅)；

（4）由于在反應(yīng)③中氧氣是生成物，反應(yīng)⑤中氧氣是反應(yīng)物，所以生產(chǎn)過程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是O2(或氧氣)。