Question

【题目】在工业上可用含SiO2、CeO2和Fe2O3的废料作原料来获得硫酸铁铵晶体（Fe2(SO4)3·2(NH4)2 SO4·3H2O），同时可回收CeO2，工艺流程设计如下

已知: ①SiO2、CeO2不溶于稀硫酸；②酸性条件下，CeO2可与H2O2反应；③“反应Ⅰ”所得溶液中含有Ce3＋；④碱性条件下，NH4＋与OH－结合生成NH3·H2O。

请回答下列问题

（1）“酸浸”时未发生的反应 物质是__________________（填化学式）。

（2）“滤液”中含有的阳离子有___________________（填离子符号）。

（3）写出“反应Ⅰ”的化学方程式：________________________________________。

（4）在酸性条件下，H2O2、CeO2两种物质中，氧化性较弱的是__________________（填化学式）。

（5）若往硫酸铁铵溶液中加入过量的NaOH，写出该反应的离子方程式：_____________________。

Answer 1

【答案】CeO2和SiO2 H+、Fe3+ 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O H2O2 Fe3++2NH4++5OH-=Fe（OH）3↓+2NH3H2O

【解析】

废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质）中加入稀硫酸，Fe2O3转化Fe2（SO4）3存在于滤液中，反应Ⅰ中含CeO2和SiO2，向反应Ⅰ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，并利用氧气将Ce从+3氧化为+4后Ce （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，向滤液Fe2（SO4）3中加入硫酸铵经反应，并蒸发浓缩、常温晾干后得到硫酸铁铵晶体。

（1）“酸浸”时未发生的反应物质是CeO2和SiO2，
故答案为：CeO2和SiO2；
（2）加入稀硫酸，Fe2O3转化Fe2（SO4）3存在于滤液中，故“滤液”中含有的阳离子有H+、Fe3+，
故答案为：H+、Fe3+；
（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+=2Ce3++O2↑+4H2O，
故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；
（4）在酸性条件下，发生的反应为2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O，氧化剂的氧化性强于还原剂，在该反应中Ce从+4降低到+3，化合价降低作氧化剂，H2O2中O从-1价升高到0价，作还原剂，故CeO2氧化性强于H2O2，故氧化性较弱的是H2O2，
故答案为：H2O2；
（5）往硫酸铁铵溶液中加入过量的NaOH，该反应的离子方程式为Fe3++2NH4++5OH-=Fe（OH）3↓+2NH3H2O，
故答案为：Fe3++2NH4++5OH-=Fe（OH）3↓+2NH3H2O。