[题目]现有平板电视显示屏工厂生产过程中丢弃废玻璃粉末(含SiO2.Fe2O3.CeO2等物质).某课题组以此粉末为原料回收铈和硫酸亚铁晶体.设计实验流程如下:资料1:CeO2是一种金属氧化物.化学性质稳定.与稀硫酸不反应.在H2O2存在的条件下.两种物质能反应.资料2:FeSO4容易被空气中的O2氧化.(1)写出①反应的化学方程式 ,该� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】现有平板电视显示屏工厂生产过程中丢弃废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质)，某课题组以此粉末为原料回收铈和硫酸亚铁晶体，设计实验流程如下：

资料1：CeO2是一种金属氧化物，化学性质稳定，与稀硫酸不反应。在H2O2存在的条件下，两种物质能反应。

资料2：FeSO4容易被空气中的O2氧化。

(1)写出①反应的化学方程式______；该反应类型为____反应；为提高①中硫酸的反应效率，可采用的具体措施有_____。(写一种即可)

(2)将②中所得FeSO4溶液在氮气环境中蒸发浓缩、____、过滤，得到FeSO4晶体，其中氮气的作用是______。

(3)请补充完整③反应的化学方程式：2CeO2+3H2SO4+H2O2==Ce2(SO4)3+_____+ ____↑，滤渣B的主要成分是_____。

(4)生产过程中可循环利用的物质是____。

【答案】Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O 复分解反应加热、粉碎、搅拌、提高硫酸的浓度等冷却结晶(或结晶) 保护气(或避免FeSO4被空气中的氧气氧化) 4H2O O2 SiO2(或二氧化硅) O2(或氧气)

【解析】

（1）根据丢弃废玻璃粉末含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质，和“CeO2是一种金属氧化物，化学性质稳定，与稀硫酸不反应”，①中只有氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，对应的化学方程式 Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，符合复分解反应的特征，属于复分解反应；为提高①中硫酸的反应效率，可采用的具体措施有加热、粉碎、搅拌、提高硫酸的浓度等；

（2）由于是获得硫酸亚铁晶体，该晶体带结晶水，所以不能直接蒸干，而是冷却结晶的办法获得晶体，具体操作为：将②中所得FeSO4溶液在氮气环境中蒸发浓缩、冷却结晶（或结晶）、过滤，得到FeSO4晶体。由于FeSO4容易被空气中的O2氧化，所以其中氮气的作用是保护气（或避免FeSO4被空气中的氧气氧化）；

（3）根据现有化学方程式2CeO2+3H2SO4+H2O2═Ce2（SO4）3+_____+ ____↑，可知反应前：Ce原子有2个，氧原子为18个，硫原子3个，氢原子8个。反应后现有：Ce原子有2个，氧原子为12个，硫原子3个；缺少8个氢原子和6个氧原子，而还有气体生成，所以气体为氧气，所以对应4个水分子和1个氧分子，结论为：4H2O和O2．由于二氧化硅不溶于水也不和硫酸反应，同时也不和过氧化氢以及硫酸的混合物反应，所以滤渣B的主要成分是 SiO2(或二氧化硅)；

（4）由于在反应③中氧气是生成物，反应⑤中氧气是反应物，所以生产过程中可循环利用的物质是O2(或氧气)。

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