Question

【题目】二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质）。某课题小组以此粉末为原料，设计资源回收的工艺流程如图：

（1）写出第①步反应的离子方程式__。滤液A中的用途是___。

（2）向滤液B中加入过量试剂a可用于制备绿矾(FeSO4·7H2O)，试剂a是__（填物质名称）充分反应后，经过滤得到FeSO4溶液。再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作步骤得到绿矾。检验所加试剂a已经过量，使用的试剂和判断的依据分别是__、__。

（3）写出第③步反应的化学方程式__。

（4）取上述流程中得到的Ce(OH)4［摩尔质量为208g·mol-1产品0.500g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L-1FeSO4标准溶液滴定（铈被还原为Ce3+）消耗20.00mL标准溶液，该产品中Ce(OH)4的质量分数为__（保留四位有效数字数）。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果__。（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

Answer 1

【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 黏合剂、耐火阻燃材料、制备硅胶等 铁粉 KSCN溶液 溶液不变色 2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O 83.20% 偏高

【解析】

流程第①步反应废玻璃粉末加氢氧化钠溶液后过滤，得到滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2；滤渣A（Fe2O3、CeO2）加稀硫酸后过滤得滤液B是硫酸铁溶液，滤渣B的成分是CeO2；第③步反应CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2；第④步反应Ce3+加碱生成Ce（OH）3悬浊液；第⑤步反应Ce（OH）3悬浊液被氧化生成Ce（OH）4，据此分析解答。

（1）根据废玻璃粉末的成分(含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质)，可知能与氢氧化钠反应的是二氧化硅。其离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，反应所得硅酸钠溶液作用有黏合剂、耐火阻燃材料、制备硅胶等，故答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；黏合剂、耐火阻燃材料、制备硅胶等；

（2）滤液B是硫酸铁溶液，则试剂a为铁粉，若铁粉过量则溶液中没有Fe3+，检验Fe3+可以用KSCN溶液，若溶液不变色则说明没有Fe3+，说明试剂a已经过量，故答案为：铁粉；KSCN溶液；溶液不变色；

（3）第③步反应CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2，反应方程式为：2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O，故答案为：2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O；

（4）根据氧化还原反应中电子转移守恒知，n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)= 0.1000mol·L-1×0.02L=0.002mol，则Ce(OH)4的质量分数为；若FeSO4标准溶液部分变质，则消耗的标准液偏多，会使测定结果偏高，故答案为：83.20%；偏高。