Question

3．硝酸鈰銨[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]廣泛應用于電子、催化工業，其合成路線如圖1：

（1）已知（NH₄）₂Ce（NO₃）₆受熱易分解，某科研小組認為反應原理如下，請補充完整：
（NH₄）₂Ce（NO₃）₆$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CeO₂•8OH+8NO↑；
CeO₂•8OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CeO₂+4H₂O↑+2O₂↑．
在空氣中加熱（NH₄）₂Ce（NO₃）₆，除固體顏色有變化外，還可觀察到的現象是產生紅棕色氣體．
（2）298K時，K_sp[Ce（OH）₄]=1×10^-29．Ce（OH）₄的溶度積表達式為K_sp=c（Ce⁴⁺）•[c（OH^-）]⁴．
（3）為了研究步驟Ⅲ的工藝條件，科研小組測定了（NH₄）₂Ce（NO₃）₆在不同溫度、不同濃度硝酸中的溶解度，結果如2圖．從圖中可得出三條主要規律：
①（NH₄）₂Ce（NO₃）₆在硝酸中的溶解度隨溫度升高而增大；
②其它條件相同時，S隨c（HNO₃）減小而增大；
③c（HNO₃）越小，溫度對S的影響越大或c（HNO₃）越大，溫度對S的影響越小．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒可確定未知物分子式應為NO，NO不穩定，易被氧化生成紅棕色的NO₂；
（2）根據溶度積等于在一定溫度下難溶電解質飽和溶液中相應的離子之濃度的乘積，其中各離子濃度的冪次與它在該電解質電離方程式中的系數相同，書寫表達式；
（3）根據圖2中曲線的變化趨勢判斷溫度、濃度對溶解度的影響．

解答 解：（1）由質量守恒定律可知反應的方程式應為（NH₄）₂Ce（NO₃）₆$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CeO₂•8OH+8NO↑，生成的另一種物質為NO，NO不穩定，易被氧化生成紅棕色的NO₂，
故答案為：NO；產生紅棕色氣體；
（2）溶度積為溶液離子濃度的冪次方的乘積，Ce（OH）₄的溶度積表達式為K_sp=c（Ce⁴⁺）•[c（OH^-）]⁴，
故答案為：c（Ce⁴⁺）•[c（OH^-）]⁴；
（3）由曲線的變化趨勢可得出規律有：
①（NH₄）₂Ce（NO₃）₆在硝酸中的溶解度隨溫度升高而增大；
②其它條件相同時，S隨c（HNO₃）減小而增大；
③c（HNO₃）越小，溫度對S的影響越大或c（HNO₃）越大，溫度對S的影響越小．
故答案為：②其它條件相同時，S隨c（HNO₃）減小而增大；③c（HNO₃）越小，溫度對S的影響越大或c（HNO₃）越大，溫度對S的影響越小．

點評 本題考查物質的制備方案的設計，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，注意從守恒的角度解答相關計算，把握難溶電解質的溶解特點，難度中等．