Question

【题目】铈（Ce)是一种重要的稀土元素。以富含CeO2的废玻璃粉末（含SiO2、 Fe2O3以及其他少量可溶于稀酸的杂质）为原料，采用多种方法回收铈。请回答下列问题：

(1)湿法空气氧化法回收铈的部分流程如下：(已知：CeO2不溶于稀盐酸，也不溶于NaOH溶液。)

滤渣的成分是_____________________，反应②的离子方程式是_____________________________。

(2)干法空气氧化法回收铈是把Ce(OH)3被空气氧化成Ce(OH)4，氧化过程中发生的化学反应方程式为___________________________。

(3)利用电解方法也可以实现铈的回收。在酸性条件下电解Ce2O3（如图）：阳极电极反应式为________________，离子交换膜为________ (填“阴”或“阳”）离子交换膜。

Answer 1

【答案】CeO2、SiO2 2CeO2 +H2O2 +6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 4 Ce(OH)3 +2H2O+ O2=4 Ce(OH)4 Ce2O3-2e- + 6H+ = 2Ce4++3 H2O 阳

【解析】

废玻璃粉末中含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质，加入稀盐酸，Fe2O3转化FeCl3存在于滤液中，滤渣为CeO2和SiO2；加入稀盐酸酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+，滤渣为SiO2；加入碱并通入氧气将Ce从+3氧化为+4，得到产品Ce(OH)4，加热分解生成CeO2，电解可得到Ce，以此解答该题。

（1）由上述分析可知因为CeO2和SiO2不溶解于盐酸，所以滤渣的成分是CeO2、SiO2，再加入稀盐酸、H2O2后，CeO2就可以和稀盐酸、H2O2反应生成转化为CeCl3、O2和H2O，所以反应的离子方程式为：6H++H2O2+2CeO2＝2Ce3++O2↑+4H2O，故答案为：CeO2、SiO2；6H++H2O2+2CeO2＝2Ce3++O2↑+4H2O；

（2）干法空气氧化法回收铈是把Ce(OH)3被空气氧化成Ce(OH)4，氧化过程中发生的化学反应方程式为4Ce(OH)3+O2+2H2O＝4Ce(OH)4；故答案为：4Ce(OH)3+O2+2H2O＝4Ce(OH)4；

（3）①阳极发生氧化反应，电极方程式为Ce2O3﹣2e﹣+6H+＝2Ce4++3H2O，反应消耗氢离子，右侧溶液中的H+需要移动到左侧，则应用阳离子交换膜；故答案为：Ce2O3﹣2e﹣+6H+＝2Ce4++3H2O；阳。