Question

【题目】硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

(1)已知(NH4)2Ce(NO3)6受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空气中加热(NH4)2Ce(NO3)6，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。

(2)步骤Ⅰ中，将Ce(NO3)3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce(OH)4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。

(3)298K时，Ksp[Ce(OH)4]＝1×10—29。Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp＝___________。

为了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10—5mol·L－1，需调节pH为______以上。

(4)为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了(NH4)2Ce(NO3)6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

① (NH4)2Ce(NO3)6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

Answer 1

【答案】NO 产生红棕色气体 1:2 c(Ce4+)[c(OH—)]4 8 其它条件相同时，S随c(HNO3)减小而增大 c(HNO3)越小，温度对S的影响越大或c(HNO3)越大，温度对S的影响越小

【解析】

(1)根据原子个数守恒、质量守恒可知，(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH + 8NO↑；由于在此过程中有O2产生，常温下，NO与O2反应生成红棕色的NO2气体；

(2)在配制过程中Ce由+3价升高到+4价，作还原剂，H2O2中O由-1价降低到-2价，作氧化剂，因H2O2中含有2个-1价的O，根据得失电子守恒，故氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2；

(3)沉淀Ce(OH)4存在的平衡为Ce(OH)4(s)Ce4+(aq)+4OH—(aq)，故Ksp[Ce(OH)4]=c(Ce4+)[c(OH—)]4；c(OH—)=，298K时，Kw=1×10—14，c(H+)=1×10—8，即pH=8；

(4)根据图像中曲线的走势可知，其它条件相同时，(NH4)2Ce(NO3)6随c(HNO3)减小而增大；根据图像中硝酸的浓度变化结合(NH4)2Ce(NO3)6的曲线，可知c(HNO3)越小，温度对(NH4)2Ce(NO3)6的溶解度的影响越大或c(HNO3)越大，温度对(NH4)2Ce(NO3)6的溶解度的影响越小。