Question

18．平板電視顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末，其中含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量不溶于稀酸的物質．二氧化鈰（CeO₂）是一種重要的稀土氧化物，某課題組以此粉末為原料回收鈰，設計實驗流程如下：

（1）第①步反應的化學方程式是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，檢驗濾渣A是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液，滴加KSCN溶液，若不出現血紅色，則已洗凈，反之，未洗凈．
（2）第②步反應的離子方程式是2CeO₂+H₂O₂+6H⁺═2Ce³⁺+O₂↑+4H₂O．
（3）取上述流程中得到的Ce（OH）₄產品0.5g，加硫酸溶解后，用0.100 0mol•L^-1FeSO₄標準溶液滴定到終點時（Ce⁴⁺被還原為Ce³⁺），消耗20.00mL標準溶液，該產品中Ce（OH）₄的質量分數為80.3%（保留小數點后一位）．

Answer 1

分析 根據該反應過程為：①CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，Fe₂O₃轉化FeCl₃存在于濾液中，濾渣為CeO₂和SiO₂；②加入稀硫酸和H₂O₂，CeO₂轉化為Ce³⁺，濾渣為SiO₂；③加入堿后Ce³⁺轉化為沉淀，④通入氧氣講Ce從+3氧化為+4，得到產品；
（1）CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，根據Fe₂O₃轉化FeCl₃書寫方程式；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）根據氧化還原反應中電子得失守恒來分析；
（3）根據電子守恒建立關系式：Ce（OH）₄～FeSO₄，然后進行計算求出Ce（OH）₄的質量，最后求出質量分數．

解答 解：（1）CeO₂、SiO₂、Fe₂O₃等中加入稀鹽酸，Fe₂O₃轉化FeCl₃，化學方程式是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
故答案為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；取最后一次洗滌液，加入KSCN溶液，若不出現紅色，則已洗凈，反之，未洗凈；
（2）稀硫酸、H₂O₂，CeO₂三者反應生成轉化為Ce₂（SO₄）₃、O₂和H₂O，反應的離子方程式為：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂ ↑+4H₂O；
故答案為：6H⁺+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³⁺+O₂ ↑+4H₂O；
（3）Ce（OH）₄ ～FeSO₄
0.002mol 0.1000mol/L^-1×0.02L
所以m（Ce（OH）₄）=0.002mol×208g/mol=0.416g，產品中Ce（OH）₄的質量分數為$\frac{0.416}{0.5}$×100%=80.3%，
故答案為：80.3%．

點評 本題以工藝流程為基礎，考察化學實驗基本操作、元素及化合物知識、化學計算、氧化還原反應等相關知識．