Question

【題目】(12分)鈰是一種重要的稀土金屬元素，以下是其重要化合物Ce(OH)4的一種制備方法：

注：高鈰是指溶液中Ce為+4價。

(1)高鈰硫酸鹽溶液可用于吸收硝酸工廠廢氣中的NO(如下圖)，則該反應(yīng)過程中氧化產(chǎn)物為 。

(2)已知硫酸鈰鈉中各離子的物質(zhì)的量之比為1:1:2，則硫酸鈰鈉的化學(xué)式為 。

(3)“還原”過程溫度不能過高的原因是 。

(4)寫出加入氨水時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。

(5)“氧化”過程若用NaClO代替O2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

(6)為測定Ce(OH)4樣品的純度，現(xiàn)設(shè)計如下步驟：取上述樣品2.68g用適量稀硫酸溶解后，加蒸餾水稀釋至100ml。準(zhǔn)確量取出20.00ml溶液于錐形瓶中，滴加2～3滴鄰菲羅啉(指示劑)，用0.1000mol·L－1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，并記錄消耗FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。將上述步驟重復(fù)2～3次，記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.00ml，則產(chǎn)品的純度為 。

Answer 1

【答案】

(1)NO2－、NO3－

(2)NaCe(SO4)2

(3)防止H2O2分解

(4)Ce3++3NH3·H2O=Ce(OH)3↓+3NH4+

(5)2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl

(6)0.97

【解析】

試題分析：(1)高鈰硫酸鹽溶液可用于吸收硝酸工廠廢氣中的NO，根據(jù)圖示，NO被氧化為NO2－、NO3－，因此該反應(yīng)過程中氧化產(chǎn)物為，故答案為：NO2－、NO3－；

(2)根據(jù)硫酸鈰鈉中各離子的物質(zhì)的量之比為1:1:2，結(jié)合化合價鈉為+1價，硫酸根為-2價，鈰為金屬元素，顯正價，則硫酸鈰鈉的化學(xué)式為NaCe(SO4)2，其中鈰顯+3價，故答案為：NaCe(SO4)2；

(3)“還原”過程溫度過高，雙氧水會發(fā)生分解，故答案為：防止H2O2分解；

(4)硫酸鈰鈉的化學(xué)式為NaCe(SO4)2，其中鈰顯+3價，加入氨水時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ce3++3NH3·H2O=Ce(OH)3↓+3NH4+，故答案為：Ce3++3NH3·H2O=Ce(OH)3↓+3NH4+；

(5)“氧化”過程是將+3價的鈰氧化為+4價，用NaClO代替O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl，故答案為：2Ce(OH)3+NaClO+H2O=2Ce(OH)4+NaCl；

(6)Fe2+將四價鈰還原成Ce3+，Fe2+被氧化為Fe3+，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒：n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.025L×0.1molL-1×=0.0125mol，則m[Ce(OH)4]=208g/mol×0.0125mol=2.6 g，故樣品的純度為×100%=97%，故答案為：97%。