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（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）。某课题以此粉末为原料，设计如图工艺流程对资源进行回收，得到Ce（OH）4和硫酸铁铵：

已知：①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。

②CeO2不溶于稀硫酸。

③硫酸铁铵[aFe2(SO4)3b(NH4)2SO4cH2O]广泛用于水的净化处理。

（1）在氧化环节，下列物质中最适合用作氧化剂B的是___（填序号）。

a．NaClO b．H2O2 c．KMnO4

（2）操作Ⅰ的名称是___，检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是___。

（3）写出反应②的化学方程式___。

（4）称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/LBa（NO3）2溶液100mL，恰好完全反应。通过计算，该硫酸铁铵的化学式为___（写出必要的计算步骤，否则不得分）。

Answer 1

【答案】B 冷却结晶 取少量样品与试管中加入NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝，即可证明 4Ce（OH）3+O2+4H2O＝4Ce（OH）4 Fe2（SO4）32（NH4）2SO42H2O

【解析】

废玻璃粉末加氢氧化钠溶液后过滤，得到滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO；滤渣A(Fe2O3、CeO2、FeO)加稀硫酸后过滤得滤液B是硫酸亚铁溶液，加入氧化剂C可生成硫酸铁，所加氧化剂应避免引入新杂质，滤渣B的成分是CeO2；CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2；Ce3+加碱生成Ce(OH)3悬浊液；Ce(OH)3悬浊液被氧化生成Ce(OH)4。

(1)根据流程在氧化环节为加入氧化剂B氧化硫酸亚铁，为不引入新杂质，选用过氧化氢最为合适；故答案为B；

(2)硫酸铁溶液，加入硫酸铵溶液混合保温80℃反应，加热蒸发后，经过冷却结晶、过滤洗涤、常温晾干得到硫酸铁铵；检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是：取少量样品与试管中加入NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝，即可证明；

(3)反应②为Ce(OH)3悬浊液被氧化生成Ce(OH)4，反应为：4Ce(OH)3+O2+4H2O＝4Ce(OH)4；

(4)称取14.00g样品，将其溶于水配置成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体为氧化铁，n(Fe2O3)＝=0.01mol，生成氢氧化铁沉淀物质的量为，n(Fe(OH)3)＝0.02mol，向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液，恰好完全反应，则n(SO42﹣)＝0.05mol，所以14.00g样品中含有Fe2(SO4)30.02mol，n(SO42﹣)为0.1mol，则(NH4)2SO4为0.1mol﹣0.02mol×3＝0.04mol，则m(H2O)＝14.00g﹣0.02mol×400g/mol﹣0.04mol×132g/mol＝0.72g，n(H2O)＝=0.04mol，n(Fe2(SO4)3)：n((NH4)2SO4)：n(H2O)＝0.02：0.04：0.04＝1：2：2，所以化学式为Fe2(SO4)32(NH4)2SO42H2O。