Question

【題目】在工業(yè)上可用含SiO2、CeO2和Fe2O3的廢料作原料來(lái)獲得硫酸鐵銨晶體（Fe2(SO4)3·2(NH4)2 SO4·3H2O），同時(shí)可回收CeO2，工藝流程設(shè)計(jì)如下

已知: ①SiO2、CeO2不溶于稀硫酸；②酸性條件下，CeO2可與H2O2反應(yīng)；③“反應(yīng)Ⅰ”所得溶液中含有Ce3＋；④堿性條件下，NH4＋與OH－結(jié)合生成NH3·H2O。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題

（1）“酸浸”時(shí)未發(fā)生的反應(yīng) 物質(zhì)是__________________（填化學(xué)式）。

（2）“濾液”中含有的陽(yáng)離子有___________________（填離子符號(hào)）。

（3）寫(xiě)出“反應(yīng)Ⅰ”的化學(xué)方程式：________________________________________。

（4）在酸性條件下，H2O2、CeO2兩種物質(zhì)中，氧化性較弱的是__________________（填化學(xué)式）。

（5）若往硫酸鐵銨溶液中加入過(guò)量的NaOH，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________。

Answer 1

【答案】CeO2和SiO2 H+、Fe3+ 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O H2O2 Fe3++2NH4++5OH-=Fe（OH）3↓+2NH3H2O

【解析】

廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物質(zhì)）中加入稀硫酸，Fe2O3轉(zhuǎn)化Fe2（SO4）3存在于濾液中，反應(yīng)Ⅰ中含CeO2和SiO2，向反應(yīng)Ⅰ加入稀硫酸和H2O2，CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液中，反應(yīng)為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O，濾渣為SiO2，并利用氧氣將Ce從+3氧化為+4后Ce （OH）3轉(zhuǎn)化為沉淀Ce（OH）4，反應(yīng)為：4Ce （OH）3+O2+2H2O═4Ce（OH）4，加入分解Ce（OH）4得到產(chǎn)品CeO2，向?yàn)V液Fe2（SO4）3中加入硫酸銨經(jīng)反應(yīng)，并蒸發(fā)濃縮、常溫晾干后得到硫酸鐵銨晶體。

（1）“酸浸”時(shí)未發(fā)生的反應(yīng)物質(zhì)是CeO2和SiO2，
故答案為：CeO2和SiO2；
（2）加入稀硫酸，Fe2O3轉(zhuǎn)化Fe2（SO4）3存在于濾液中，故“濾液”中含有的陽(yáng)離子有H+、Fe3+，
故答案為：H+、Fe3+；
（3）反應(yīng)Ⅰ是CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液中，反應(yīng)為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O，反應(yīng)的離子方程式：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，
故答案為：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；
（4）在酸性條件下，發(fā)生的反應(yīng)為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O，氧化劑的氧化性強(qiáng)于還原劑，在該反應(yīng)中Ce從+4降低到+3，化合價(jià)降低作氧化劑，H2O2中O從-1價(jià)升高到0價(jià)，作還原劑，故CeO2氧化性強(qiáng)于H2O2，故氧化性較弱的是H2O2，
故答案為：H2O2；
（5）往硫酸鐵銨溶液中加入過(guò)量的NaOH，該反應(yīng)的離子方程式為Fe3++2NH4++5OH-=Fe（OH）3↓+2NH3H2O，
故答案為：Fe3++2NH4++5OH-=Fe（OH）3↓+2NH3H2O。