Question

氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO₃，它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料．氟碳鈰礦的冶煉處理工藝已經(jīng)發(fā)展到十?dāng)?shù)種，其中一種提取鈰的工藝流程如下：

已知：焙燒后燒渣中含+4價(jià)的鈰及+3價(jià)的其它稀土氟氧化物；酸浸I的浸出液中含少量的+3價(jià)的鈰
請(qǐng)回答下列問(wèn)題
（1）焙燒前將礦石粉碎成細(xì)顆粒的目的是______．
（2）酸浸II后，四價(jià)鈰轉(zhuǎn)化為三價(jià)，為了避免三價(jià)鈰以四氟硼酸鹽形式損失，用可溶性鉀鹽將四氟硼酸根沉淀除去，該反應(yīng)的離子方程式為：______
（3）在生產(chǎn)過(guò)程中，酸浸I 中會(huì)產(chǎn)生大量黃綠色氣體，污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備，寫(xiě)出產(chǎn)生黃綠色氣體的離子方程式：______，提出一種解決的方案：______．
（4）實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作I所用玻璃儀器名稱(chēng)：______；在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是為了調(diào)節(jié)溶液pH值獲得Ce（OH）₃，測(cè)定該溶液pH值的操作是______．
（5）寫(xiě)出氧化步驟的化學(xué)方程式：______，其中還原產(chǎn)物是______．

Answer 1

解：（1）對(duì)于固體參加的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，固體表面積越大，反應(yīng)速率越大，故答案為：增大固體與空氣的接觸面積，增大反應(yīng)速率；提高原料的利用率；
（2）根據(jù)題意可知應(yīng)為KBF₄沉淀，故答案為：K⁺+BF₄^-=KBF₄↓；
（3）在生產(chǎn)過(guò)程中，酸浸I中會(huì)產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說(shuō)明Ce⁴⁺離子具有強(qiáng)氧化性，可將Cl^-氧化為Cl₂，為避免污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備，應(yīng)用硫酸酸浸，故答案為：2Ce⁴⁺+2Cl^-=2Ce³⁺+Cl₂↑；用H₂SO₄酸浸；
（4）過(guò)濾用到的儀器有鐵架臺(tái)、燒杯、漏斗、玻璃棒和濾紙等；實(shí)驗(yàn)室測(cè)定PH的方法是撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比；故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比；
（5）NaClO將Ce（OH）₃氧化為Ce（OH）₄，其中NaCl為還原產(chǎn)物，故答案為：2Ce（OH）₃+NaClO+H₂O=2Ce（OH）₄+NaCl；
NaCl．
分析：（1）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑以及表面積等因素，對(duì)于固體參加的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，固體表面積越大，反應(yīng)速率越大；
（2）根據(jù)題意及元素守恒來(lái)判斷可知應(yīng)為KBF₄沉淀；
（3）在生產(chǎn)過(guò)程中，酸浸I中會(huì)產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說(shuō)明Ce⁴⁺離子具有強(qiáng)氧化性，可將Cl^-氧化為Cl₂，
（4）過(guò)濾是將固體和液體化合物分離的一種提純方法，用到的儀器有鐵架臺(tái)、燒杯、漏斗、玻璃棒和濾紙等；實(shí)驗(yàn)室測(cè)定PH的方法是撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比；
（5）由題目中“酸浸I的浸出液中含少量的+3價(jià)的鈰”可知，加入NaOH后生成Ce（OH）₃，NaClO將Ce（OH）₃氧化為
Ce（OH）₄．
點(diǎn)評(píng)：本題既有常規(guī)知識(shí)的考查又有新情景題目的考查，常規(guī)題目涉及到影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、過(guò)濾操作以及PH的測(cè)定方法；命題情景要求根據(jù)題意寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的方程式，做題時(shí)注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)正確判斷反應(yīng)物和生成物，用守恒的方法去書(shū)寫(xiě)．