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  以某工业废玻璃粉末(主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2)为原料回收氧化铝和制备氢氧化铈[Ce(OH)4].已知:CeO2是一种重要的稀土氧化物,不溶于水与稀硫酸;酸性条件下,Ce4+有较强氧化性.

  以某工业废玻璃粉末(主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2)为原料回收氧化铝和制备氢氧化铈[Ce(OH)4].

  已知:CeO2是一种重要的稀土氧化物,不溶于水与稀硫酸;酸性条件下,Ce4+有较强氧化性.

  实验流程如下:

  I.回收氧化铝

  (1)滤液A中含有的金属阳离子是___(填离子符号);滤渣B的主要成分是___.

  (2)写出滤液A中含有的某金属阳离子与过量氢氧化钠溶液反应得到滤液B的离子方程式___.

  (3)试剂a是___(填序号).

  A.NaOH溶液 B.氨水 C.稀硫酸 D.二氧化碳

  Ⅱ.制备氢氧化铈

  取上述实验流程中所得滤渣A 10.0g继续进行实验

  (4)反应①的离子方程式为___.

  (5)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物HT作为萃取剂能将Ce4+从水溶液中萃取出来,HT___(填“能”或“不能”)与水互溶.实验室进行萃取操作用到的主要玻璃仪器有___、烧杯、玻璃棒、量筒等.

  (6)取上述流程中得到的全部Ce(OH)4产品加硫酸溶解后,与0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液反应(发生反应的离子方程式为Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+),消耗25.00mL标准溶液,则滤渣A中Ce元素的质量分数为___.

1回答
2020-02-07 00:36
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孟凡伟

  工业废玻璃粉末(主要含Al2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2)为原料回收氧化铝和制备氢氧化铈[Ce(OH)4],CeO2是一种重要的稀土氧化物,不溶于水与稀硫酸,加入稀硫酸溶解过滤洗涤得到滤渣A含SiO2、CeO2,滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁,滤液A中加入过量氢氧化钠溶解过滤得到滤渣为氢氧化铁,滤液B为偏铝酸钠和硫酸钠,溶于过量试剂a为二氧化碳和偏铝酸钠溶于反应生成滤渣C为氢氧化铝沉淀,受热分解得到氧化铝,

  I.回收氧化铝

  (1)滤液A中含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液,滤液A中含有的金属阳离子是Fe3+Al3+,滤渣B主要成分为氢氧化铁沉淀,Fe(OH)3,

  故答案为:Fe3+Al3+;Fe(OH)3;

  (2)滤液A中含有的金属阳离子与过量氢氧化钠溶液反应得到滤液B是铝离子反应生成偏铝酸盐,反应的离子方程式为:Al3++4OH-=[Al(OH)4]-,

  故答案为:Al3++4OH-=[Al(OH)4]-;

  (3)氢氧化铝是两性氢氧化物溶于强酸强碱,不溶于弱酸弱碱,偏铝酸盐溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,选D,

  故答案为:D;

  Ⅱ.制备氢氧化铈

  (4)加入稀硫酸和H2O2,CeO2转化为Ce3+,反应为稀硫酸、H2O2,CeO2三者反应生成转化为Ce2(SO4)3、O2和H2O,反应的离子方程式为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,

  故答案为:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;

  (5)化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,所以TBP不能与水互溶,实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有:分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等,

  故答案为:不能;分液漏斗;

  (6)取上述流程中得到的全部Ce(OH)4产品加硫酸溶解后,与0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液反应(发生反应的离子方程式为Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+),消耗25.00mL标准溶液   Ce(OH)4~FeSO4

      0.0025mol  0.1000mol/L-1×0.025L

  所以n(Ce(OH)4)=n(Ce)=0.0025mol,

  则滤渣A中Ce元素的质量分数=0.0025mol×140g/mol10.0g

2020-02-07 00:38:20

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