Question

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以及其他少量可溶于稀酸的物质）．某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

（1）洗涤的目的主要是为了除去Cl^-和

 

（填离子符号），检验该滤渣A洗净的方法是

 

．
（2）第②步反应的离子方程式是

 

．
（3）取上述流程中得到的Ce（OH）₄产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol?L^-1FeSO₄标准溶液滴定终点时（铈被还原为Ce³⁺），消耗25.00mL标准溶液，该产品中Ce（OH）₄的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：该反应过程为：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀盐酸，Fe₂O₃转化FeCl₃存在于滤液中，滤渣为CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂转化为Ce³⁺，滤渣为SiO₂；③加入碱后Ce³⁺转化为沉淀，④通入氧气将Ce从+3氧化为+4，得到产品；
（1）根据滤渣A上含有FeCl₃；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
（2）根据氧化还原反应中电子得失守恒来分析；
（3）根据电子守恒建立关系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后进行计算求出Ce（OH）₄的质量，最后求出质量分数．

解答： 解：（1）滤渣A中含有FeCl₃，洗涤滤渣A的目的是为了除去Fe³⁺；检验该滤渣A洗净的操作方法为：取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净，
故答案为：Fe³⁺；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反应生成转化为Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反应的离子方程式为：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O，
故答案为：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O；
（3）Ce（OH）₄～FeSO₄
  0.0025mol   0.1000mol/L^-1×0.025L
所以m（Ce（OH）₄）=0.0025mol×208g/mol=0.52g，
产品中Ce（OH）₄的质量分数为：

0.52g

0.536g

×100%=97.01%，
故答案为：97.01%．

点评：本题以工艺流程为基础，考查化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、氧化还原反应等相关知识，题目难度中等，明确实验流程及反应原理为解答关键，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．