Question

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、FeO等物质）。某课题小组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)₄和硫酸铁铵矾：

已知：

Ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有Ce³⁺、Ce⁴⁺两种主要存在形式，Ce³⁺易水解，Ce⁴⁺有较强氧化性；

Ⅱ．CeO₂不溶于稀硫酸；

Ⅲ．硫酸铁铵矾［Fe₂(SO₄) ₃·(NH₄) ₂SO₄·24H₂O］广泛用于水的净化处理。

（1）滤液A的主要成分 （填写化学式）。

（2）写出反应①的离子方程式 　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）反应①之前要洗涤滤渣B，对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是

　 。

（4）稀土元素的提纯，还可采用萃取法。已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，过程表示为Ce₂(SO₄)₃ (水层)+ 6HT(有机层)2CeT₃ (有机层）+3H₂SO₄(水层) ，分液得到CeT₃ (有机层），再加入H₂SO₄ 获得较纯的含Ce³⁺的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是 。

（5）用滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品纯度。

所用FeSO₄溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得该Ce(OH)₄产品的质

量分数 　　。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

（6）已知Fe³⁺沉淀的pH范围：2.2～3.2，Fe²⁺沉淀的pH范围：5.8～7.9，Zn²⁺沉淀的pH范围：5.8～11.0，pH>11时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2－。现用FeSO₄溶液（含有ZnSO₄杂质）来制备硫酸铁铵矾。实验中可选用的试剂： KMnO₄溶液、30%H₂O₂、 NaOH溶液、饱和石灰水、稀H₂SO₄溶液、稀盐酸。

实验步骤依次为：

①向含有ZnSO₄杂质的FeSO₄溶液中，加入足量的NaOH溶液至pH>11， ；

② ；

③向②中得到的溶液中加入硫酸铵溶液， ，过滤、洗涤、常温晾干，得硫酸铁铵晶体(NH₄) Fe(SO₄)₂·12H₂O。

Answer 1

    （1）Na₂SiO₃   （1分）（2）2CeO₂ + H₂O₂ + 6H⁺ ==2Ce³⁺ +O₂↑+4 H₂O   （2分）

（3）沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流下，重复2~ 3次（2分）

（4）加入硫酸，可使平衡向左进行，使Ce³⁺进入水层（2分）

（5）偏大（2分）

（6）①过滤、洗涤（2分）

②将沉淀溶解在足量的稀硫酸中，并加入适量30%H₂O₂溶液，充分反应（2分）

③蒸发浓缩，冷却结晶（2分）