Question

硝酸鈰銨[（NH4）2Ce（NO3）6]廣泛應(yīng)用于電子、催化工業(yè)，其合成路線如下：

（1）已知（NH4）2Ce（NO3）6受熱易分解，某科研小組認(rèn)為反應(yīng)原理如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整：（NH4）2Ce（NO3）6CeO2·8OH + 8_____↑；CeO2·8OHCeO2+ 4H2O↑+2O2↑。

在空氣中加熱（NH4）2Ce（NO3）6，除固體顏色有變化外，還可觀察到的現(xiàn)象是_________。

（2）步驟Ⅰ中，將Ce（NO3）3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，緩慢加入H2O2溶液攪拌混合均勻，再加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH，得到Ce（OH）4沉淀。該過(guò)程中參加反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為___________。

（3）298K時(shí)，Ksp[Ce（OH）4]＝1×10—29。Ce（OH）4的溶度積表達(dá)式為Ksp＝___________。

為了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即殘留在溶液中的c（Ce4+）小于1×10—5mol·L－1，需調(diào)節(jié)pH為______以上。

（4）為了研究步驟Ⅲ的工藝條件，科研小組測(cè)定了（NH4）2Ce（NO3）6在不同溫度、不同濃度硝酸中的溶解度，結(jié)果如圖。從圖中可得出三條主要規(guī)律：

① （NH4）2Ce（NO3）6在硝酸中的溶解度隨溫度升高而增大；

② _____________________________________________；

③ _____________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）NO? ；產(chǎn)生紅棕色氣體?????? （4分，每空2分）

（2）1:2?????? （3分）

（3）c（Ce4+）?[c（OH—）]4?? （3分） ；8??? （2分）

（4）②其它條件相同時(shí)，S隨c（HNO3）減小而增大????? （2分）

③c（HNO3）越小，溫度對(duì)S的影響越大或c（HNO3）越大，溫度對(duì)S的影響越小? （2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒、質(zhì)量守恒可知，（NH4）2Ce（NO3）6CeO2·8OH + 8NO↑；由于在此過(guò)程中有O2產(chǎn)生，常溫下，NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2氣體；（2）在配制過(guò)程中Ce由+3價(jià)升高到+4價(jià)，作還原劑，H2O2中O由—1價(jià)降低到—2價(jià)，作氧化劑，因H2O2中含有2個(gè)—1價(jià)的O，根據(jù)得失電子守恒，故氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2；（3）沉淀Ce（OH）4存在的平衡為Ce（OH）4（s）Ce4+（aq）+4OH—（aq），故Ksp[Ce（OH）4]=c（Ce4+）?[c（OH—）]4；c（OH—）===1×10—6，298K時(shí)，Kw=1×10—14，c（H+）=1×10—8，即pH=8；（4）根據(jù)圖像中曲線的走勢(shì)可知，其它條件相同時(shí)，（NH4）2Ce（NO3）6隨c（HNO3）減小而增大；根據(jù)圖像中硝酸的濃度變化結(jié)合（NH4）2Ce（NO3）6的曲線，可知c（HNO3）越小，溫度對(duì)（NH4）2Ce（NO3）6的溶解度的影響越大或c（HNO3）越大，溫度對(duì)（NH4）2Ce（NO3）6的溶解度的影響越小。

考點(diǎn)：考查質(zhì)量守恒、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡、圖像分析等。