[题目]铈Ce)是一种重要的稀土金属元素.常见化合价为+3和+4.在工业上应用广泛.某课题组以回收废旧的电脑显示屏的玻璃粉(含SiO2.CeO2.Fe2O3.和FeO等)为原料.设如下工艺流程回收CeO2.并获得硫酸铁铵晶体[Fe2(SO4)32(NH4)2SO43H2O]已知:①CeO2不溶于稀硫酸.也不溶于NaOH溶液,②酸浸时CeO2不反应,③“反应I 所得溶� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】铈Ce）是一种重要的稀土金属元素，常见化合价为+3和+4，在工业上应用广泛。某课题组以回收废旧的电脑显示屏的玻璃粉（含SiO2、CeO2、Fe2O3、和FeO等）为原料，设如下工艺流程回收CeO2，并获得硫酸铁铵晶体[Fe2（SO4）32（NH4）2SO43H2O]

已知：①CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②酸浸时CeO2不反应；③“反应I”所得溶液中含有Ce3+。

试回答下列问题

（1）“滤渣”的化学式为______。

（2）在酸性条件下，H2O2、Fe3+、CeO2三种物质中，氧化性最强的是______；如将稀硫酸改为盐酸，则“酸浸”过程可能产生的大气污染物是______。

（3）“反应Ⅰ”的离子方程式为______。

（4）“氧化”反应的化学方程式为______。

（5）“操作Ⅰ”依次为：低温蒸发结晶、过滤、______常温晾干等操作。所得硫酸铁铵常用作净水剂，在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低，原因是______。

（6）科学家利用CeO2在太阳能作用下将H2O、CO2转化成H2、CO，其过程如下：mCeO2（m-x）CeO2xCe+xO2，

（m-x）CeO2xCe+xH2O+xCOmCeO2+xH2+xCO。在该总转化过程中，CeO2作______，从能量转化的角度，该过程的重要意义是______。

【答案】SiO2 CeO2 Cl2 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce2++O2↑+4H2O 4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4 洗涤铁离子水解被抑制催化剂将太阳能转化为化学能

【解析】

由流程图可知，废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）中加入稀硫酸，FeO转化为FeSO4、Fe2O3转化Fe2（SO4）3存在于滤液中，滤渣为CeO2和SiO2；滤液中加入稀硫酸和过氧化氢，亚铁离子被氧化为铁离子，溶液为Fe2（SO4）3，加入硫酸铵混合蒸发浓缩、常温晾干后得到硫酸铁铵晶体；向酸浸后的滤渣中加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+存在于滤液中，反应为2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O，滤渣为SiO2，滤液中加入氢氧化钠溶液沉淀并通入空气，利用氧气将Ce从+3氧化为+4后4Ce（OH）3转化为沉淀Ce（OH）4，反应为：4Ce（OH）3+O2+2H2O═4Ce（OH）4，加入分解Ce（OH）4得到产品CeO2。

（1）SiO2、CeO2不溶于稀硫酸，向酸浸后的滤渣中加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+存在于滤液中，则过滤得到的滤渣”为二氧化硅，故答案为：SiO2；

（2）在酸性条件下，H2O2、Fe3+、CeO2三种物质中，CeO2和过氧化氢发生氧化还原反应，过氧化氢做还原剂被氧化，过氧化氢氧化亚铁离子生成铁离子，氧化性最强的是CeO2，如将稀硫酸改为盐酸，则“酸浸”过程氯离子被氧化生成氯气，可能产生的大气污染物是Cl2，故答案为：CeO2；Cl2；

（3）反应Ⅰ”是CeO2转化为Ce3+存在于滤液中，反应为2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O，反应的离子方程式：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce2++O2↑+4H2O，故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce2++O2↑

+4H2O；

（4）利用氧气将Ce从+3氧化为+4后4Ce（OH）3转化为沉淀Ce（OH）4，“氧化”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；

（5）“操作Ⅰ”依次为：低温蒸发结晶、过滤、洗涤、常温晾干等操作，所得硫酸铁铵常用作净水剂，在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低，原因是铁离子水解被抑制，故答案为：洗涤；铁离子水解被抑制；

（6）通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2可知：CeO2没有消耗，CeO2为催化剂，该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO，所以把太阳能转变成化学能，故答案为：催化剂；将太阳能转化为化学能。

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