Question

【題目】工業(yè)上利用氟碳鈰礦（主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一種工藝流程如下：

請回答下列問題：

（1）已知CeCO3F中C為+4價(jià)，Ce元素的化合價(jià)為_______。焙燒后Ce元素被________。（填“氧化”或“還原”）

（2）酸浸過程中用稀硫酸和H2O2替換HCl不會造成環(huán)境污染。寫出稀硫酸、H2O2與CeO2反應(yīng)的離子方程式：_______________________________。

（3）向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是__________________。

（4）CeCl3 .6H2O屬于___________物（填“純凈”或“混合物”）

（5）準(zhǔn)確稱取0.75gCeCl3樣品置于錐形瓶中，加入適量過硫酸銨溶液將Ce3+氧化為Ce4+，然后加入25ml 0.10mol/l (NH4)2Fe(SO4)2與之恰好反應(yīng)完。（已知：Fe2+＋Ce4+=Ce3+＋Fe3+)該樣品中CeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。

Answer 1

【答案】 ＋3 氧化 H2O2＋2CeO2＋6H＋===2Ce3＋＋4H2O＋O2↑ 避免三價(jià)鈰以Ce(BF4)3沉淀的形式損失（或除去BF或提高CeCl3的產(chǎn)率或其他合理答案） 純凈 82.2%

【解析】（1）. 已知CeCO3F中C為+4價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，Ce元素的化合價(jià)為+3價(jià)，焙燒后所得的產(chǎn)物為CeO2、CeF4，在這兩種物質(zhì)中Ce元素的化合價(jià)都是+4價(jià)，所以在焙燒過程中Ce元素的化合價(jià)升高，被氧化，故答案是：+3；氧化；

（2）. 稀硫酸、H2O2、CeO2反應(yīng)的離子方程式是：H2O2＋2CeO2＋6H＋===2Ce3＋＋4H2O＋O2↑，故答案為：H2O2＋2CeO2＋6H＋===2Ce3＋＋4H2O＋O2↑；

（3）. 向Ce(BF4)3中加入KCl溶液生成CeCl3和KBF，這樣做的目的是避免三價(jià)鈰以Ce(BF4)3沉淀的形式損失或除去BF4或提高CeCl3的產(chǎn)率，

故答案為：避免三價(jià)鈰以Ce(BF4)3沉淀的形式損失（或除去BF4或提高CeCl3的產(chǎn)率）；

（4）.含有固定數(shù)目結(jié)晶水的化合物都是純凈物，故CeCl3.6H2O屬于純凈物。

（5）. 25ml 0.10mol/l (NH4)2Fe(SO4)2溶液，含有亞鐵離子的物質(zhì)的量為2.5×103mol，根據(jù)反應(yīng)Fe2+＋Ce4+=Ce3+＋Fe3+，利用Ce元素守恒可知，CeCl3的質(zhì)量為2.5×103mol×246.5g/mol=0.6163g，所以樣品中CeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6163g÷0.75g×100%=82.2%，

故答案為：82.2%。