Question

【题目】工业上利用氟碳铈矿（主要成分CeCO3F）提取CeCl3的一种工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）CeCO3F中，Ce元素的化合价为 ．
（2）酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染．写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式： ．
（3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液的目的是 ．
（4）溶液中的C（Ce3+）等于1×10﹣5molL﹣1 ， 可认为Ce3+沉淀完全，此时溶液的PH为 ． （已知KSP[Ce（OH）3]=1×10﹣20）
（5）加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3 ， 其中NH4Cl的作用是 ．
（6）准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中，加入适量过硫酸铵溶液将Ce3+氧化为Ce4+ ， 然后用0.1000moll﹣1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗25.00mL标准溶液．（已知：Fe2+Ce4+═Ce3++Fe3+） ①该样品中CeCl3的质量分数为 ．
②若使用久置的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液进行滴定，测得该CeCl3样品的质量分数（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

Answer 1

【答案】
（1）+3
（2）H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑
（3）避免三价铈以Ce（BF4）3沉淀的形式损失或除去BF4﹣或提高CeCl3的产率
（4）9
（5）NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解
（6）82.2%；偏大
【解析】解：利用氟碳铈矿（主要成分CeCO3F）提取CeCl3的一种工艺流程为，CeCO3F焙烧得CeO2、CeF4 ， 用盐酸和硼酸酸浸，过滤得沉淀Ce（BF）4和CeCl3滤液，Ce（BF）4与氯化钾溶液反应得到CeCl3和KBF，CeCl3与前面滤液中CeCl3的合并再加氢氧化钠，得Ce（OH）3沉淀，Ce（OH）3沉淀与盐酸反应可得CeCl36H2O，加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3 ， （1）根据化合价代数和为0可知，CeCO3F中，Ce元素的化合价为+3价， 所以答案是：+3； （2）稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式为：H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑，
所以答案是：H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑； （3）向Ce（BF4）3中加入KCl溶液生成CeCl3和KBF，这样做的目的是避免三价铈以Ce（BF4）3沉淀的形式损失或除去BF4﹣或提高CeCl3的产率，
所以答案是：避免三价铈以Ce（BF4）3沉淀的形式损失或除去BF4﹣或提高CeCl3的产率； （4）溶液中的C（Ce3+）等于1×10﹣5molL﹣1 ， 可认为Ce3+沉淀完全，根据KSP[Ce（OH）3]=C（Ce3+）C3（OH﹣）=1×10﹣20可知，C（OH﹣）= molL﹣1=1×10﹣5molL﹣1 ， 此时溶液的PH为9，
所以答案是：9； （5）由于NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解，所以加热CeCl36H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3 ，
所以答案是：NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解； （6）①0.1000moll﹣1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液体积25.00mL，含有亚铁离子的物质的量为2.5×10﹣3mol，根据反应Fe2++Ce4+═Ce3++Fe3+ ， 利用Ce元素守恒可知，CeCl3的质量为2.5×10﹣3mol×246.5g/mol=0.6163g，所以样品中CeCl3的质量分数为 ×100%=82.2%，
所以答案是：82.2%；
②若使用久置的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液进行滴定，由于亚铁离子被空气中氧气氧化，所以会消耗标准液的体积为偏大，则测得该CeCl3样品的质量分数偏大，
所以答案是：偏大．