Question

【题目】氟碳铈矿（主要成分为CeFCO3）是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料，以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程如图所示。

回答下列问题：

(l)CeFCO3中Ce的化合价为____ 。

(2)氧化培烧时不能使用陶瓷容器，原因是________．。

(3)氧化焙烧后的产物之一为CeO2．则酸浸时发生反应的离子方程式为____。

(4)HT是一种难溶于水的有机溶剂，则操作I的名称为 _____。

(5)为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，其原因是____。

(6)有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为Ce3+（水层）+3HT(有机层) CeT3（有机层）+3H+（水层）。向CeT3（有机层）中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+的水溶液，从平衡角度解释其原因________。

(7)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式：__________________________。

Answer 1

【答案】+3 陶瓷会与生成的HF反应 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2+4H2O ）萃取分液 温度升高，双氧水易发生分解，造成浸出率偏小 混合液中加入H2SO4，使c(H+)增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动 4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4

【解析】

氟碳铈矿主要成分为CeFCO3，氧化焙烧生成二氧化碳、氟化氢和CeO2，在氧化焙烧后的产物中加入稀硫酸和双氧水，生成氧气，则过氧化氢失电子表现还原性，根据有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，则+4价的Ce得电子生成Ce3+，在硫酸稀土溶液中加入萃取剂HT，经过萃取分液将溶液中的Ce3+萃取出来，再加入稀硫酸得含有Ce3+的溶液，调节溶液的pH值得Ce(OH)3沉淀，再经过氧气氧化，过滤、洗涤、干燥可得Ce(OH)4产品，

（1）根据化合价代数和为0计算Ce元素的化合价；

（2）反应中生成的HF能与陶瓷容器中含有的SiO2反应；

（3）由以上分析可知，氧化焙烧生成的二氧化铈(CeO2)与稀硫酸、双氧水反应生成氧气和Ce3+；

（4）已知HT是一种难溶于水的有机溶剂，且HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，在硫酸稀土溶液中加入HT，得到有机层和水溶液，则操作I的名称为萃取分液；

（5）温度升高，双氧水易发生分解；

（6）根据平衡移动原理分析，混合液中加入H2SO4使c(H+)增大，平衡正向移动；

（7）根据流程，结合元素守恒可知，Ce(OH)3结合氧气和水反应生成Ce(OH)4，据此反应的化学方程式。

氟碳铈矿主要成分为CeFCO3，氧化焙烧生成二氧化碳、氟化氢和CeO2，在氧化焙烧后的产物中加入稀硫酸和双氧水，生成氧气，则过氧化氢失电子表现还原性，根据有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，则+4价的Ce得电子生成Ce3+，在硫酸稀土溶液中加入萃取剂HT，经过萃取分液将溶液中的Ce3+萃取出来，再加入稀硫酸得含有Ce3+的溶液，调节溶液的pH值得Ce(OH)3沉淀，再经过氧气氧化，过滤、洗涤、干燥可得Ce(OH)4产品，

（1）CeFCO3中F元素为1价，碳元素为+4价，氧元素为2价，由各元素化合价代数和为0，可计算出Ce元素的化合价为+3价；

故答案为：+3；

（2）反应中生成的HF能与陶瓷容器中含有的SiO2反应，则氧化培烧时不能使用陶瓷容器；

故答案为：陶瓷会与生成的HF反应；

（3）由以上分析可知，氧化焙烧生成的二氧化铈(CeO2)与稀硫酸、双氧水反应生成氧气和Ce3+，则酸浸时发生反应的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2+4H2O；

故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2+4H2O；

（4）已知HT是一种难溶于水的有机溶剂，且HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来，在硫酸稀土溶液中加入HT，得到有机层和水溶液，则操作I的名称为萃取分液；

故答案为：萃取分液；

（5）温度升高，双氧水易发生分解，易造成温度偏高浸出率反而会减小；

故答案为：温度升高，双氧水易发生分解，造成浸出率偏小；

（6）根据平衡Ce3+(水层)+3HT(有机层) CeT3(有机层)+3H+(水层)可知，混合液中加入H2SO4使c(H+)增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动；

故答案为：混合液中加入H2SO4，使c(H+)增大，平衡向形成Ge3+水溶液方向移动；

（7）根据流程，结合元素守恒可知，Ce(OH)3结合氧气和水反应生成Ce(OH)4，反应的化学方程式为4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4；

故答案为：4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4。