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下：

（1）写出第①步反应的离子方程式。
（2）洗涤滤渣B的目的是为了除去（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是。
（3）写出第③步反应的化学方程式。
（4）制备绿矾(FeSO4·7H2O)时，向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁屑，充分反应后，经过滤得到FeSO4溶液，再经、、过滤、洗涤、干燥等操作步骤得到绿矾。
（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品(质量分数为86%)1.000g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/L FeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+），则需准确滴加标准溶液的体积为mL。

Answer 1

【答案】
（1）SiO2+2OH－=SiO+H2O
（2）Fe3＋；取最后一次洗涤液少许，加入KSCN溶液，若不出现红色则已洗净，若出现红色则未洗净
（3）2CeO2+ H2O2 +3H2SO4 = Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O
（4）蒸发浓缩；冷却结晶
（5）43.14
【解析】解：（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，
所以答案是：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O；
（2）经分析滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2；第②步反应Fe2O3与稀硫酸作用生成Fe2（SO4）3 ， 洗涤滤渣B的目的显然是为了除去 Fe3+ ， 检验铁离子是否洗净的方法是取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，否则未洗净，
所以答案是：Fe3+；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，否则未洗净；
（3）第③步反应CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+ ， Ce元素由+4价变为+3价，被还原；则H2O2应被氧化生成O2 ， 然后配平得出第③步反应的化学方程式 2CeO2+H2O2+3H2SO4═2Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O；
所以答案是：2CeO2+H2O2+3H2SO4═Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O；
（4）绿矾（FeSO47H2O）是结晶水合物，固体加热易分解；故由FeSO4溶液制备绿矾（FeSO47H2O）时，应经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作步骤得到，
所以答案是：蒸发浓缩；冷却结晶；
（5）由已知条件：取上述流程中得到的Ce（OH）4产品（质量分数为86%）1.000g，加硫酸溶解后得Ce4+ ， 用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至终点，铈被还原成Ce3+ ， 则Fe2+被氧化为Fe3+ ， 反应关系式为：Ce（OH）4～Ce3+～e-～Fe2+～Fe3+ ， 则n（Ce（OH）4）=n（FeSO4）=1.000g×86%÷208g/mol=0.004314mol，滴加标准溶液的体积V==0.04314L=43.14mL，
所以答案是：43.14．