Question

【题目】平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末，其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质。二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

(1)第①步反应的化学方程式是___________________________________________________，

检验滤渣A是否洗净的方法是____________________________________________________。

(2)第②步反应的离子方程式是___________________________________________________。

(3)萃取是分离稀土元素的常用方法，化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来。实验室进行萃取操作需要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前需要进行的操作是________；TBP是一种磷酸三丁酯，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。

(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.5 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol·L－1 FeSO4标准溶液滴定终点时(铈被还原为Ce3＋)，消耗20.00 mL标准溶液，该产品中Ce(OH)4的质量分数为________(保留小数点后一位)。

Answer 1

【答案】Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O 取最后一次洗涤液，滴加KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净 2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O 检查是否漏液 上口倒出 83.2%

【解析】

（1）根据含有成分，Fe2O3为碱性氧化物，与HCl反应：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，SiO2为酸性氧化物，不与盐酸反应，根据流程图CeO2残留在滤渣A中，CeO2不与盐酸反应；滤渣表面杂质为HCl和FeCl3等，因此检验滤渣是否洗净，需要检验Fe3＋是否存在即可，操作：取最后一次洗涤液，滴加KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；（2）滤液B中得到Ce3＋，废玻璃粉中CeO2中的Ce化合价为＋4价，CeO2为氧化剂，H2O2为还原剂，离子方程式为2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋4H2O＋O2↑；（3）分液漏斗使用时，先检验是否漏液；TBP为酯，是密度小于水且不溶与水的液体，分液后在上层，因此应从上口倒出；（4）根据得失电子数目守恒，因此有20×10－3×0.1×1=n[Ce(OH)4]×1，解得n[Ce(OH)4]=2×10－3mol，m[Ce(OH)4]=2×10－3×208g=0.416g，则该产品的质量分数为0.416/0.5×100%=83.2%。