Question

【題目】工業上利用氟碳鈰礦（主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一種工藝流程如下：

請回答下列問題：

（1）CeCO3F中，Ce元素的化合價為 。

（2）酸浸過程中用稀硫酸和H2O2替換HCl不會造成環境污染。寫出稀硫酸、H2O2與CeO2反應的離子方程式： 。

（3）向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是 。

（4）溶液中的C（Ce3＋)等于1×10-5mol.l-1，可認為Ce3＋沉淀完全，此時溶液的PH為 。（已知KSP[Ce(OH)3]=1×10-20）

（5）加熱CeCl3 .6H2O和NH4Cl的固體混合物可得到無水CeCl3 ，其中NH4Cl的作用是 。

（6）準確稱取0.7500gCeCl3樣品置于錐形瓶中，加入適量過硫酸銨溶液將Ce3＋氧化為Ce4＋，然后用0.1000mol.l-1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，消耗25.00ml標準溶液。（已知：Fe2+＋Ce4＋=

Ce3＋＋Fe3＋)

①該樣品中CeCl3的質量分數為 。

②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液進行滴定，測得該CeCl3樣品的質量分數 （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】（1）+3 （1分）（2）H2O2＋2CeO2＋6H+＝2Ce3+＋4H2O＋O2↑（2分，化學式寫錯、不配不得分，寫化學方程式不得分）

（3）避免三價鈰以Ce(BF4)3沉淀的形式損失或除去BF4－或提高CeCl3的產率

（2分，合理答案均得分）（4）9（2分）

（5）NH4Cl固體受熱分解產生HCl，抑制CeCl3水解（2分，合理答案均得分）

（6）①82.2%或82.17% (2分) ②偏大(2分)

【解析】

試題分析：（1）CeCO3F中，CO32-是負二價，氟是負一價，則Ce元素的化合價為+3價；

（2）稀硫酸、H2O2與CeO2反應的離子方程式H2O2＋2CeO2＋6H+＝2Ce3+＋4H2O＋O2↑；

（3）避免三價鈰以Ce(BF4)3沉淀的形式損失，應向Ce(BF4)3中加入KCl溶液；

（4）溶液中的c（Ce3＋)等于1×10-5mol.l-1，可認為Ce3＋沉淀完全，則KSP[Ce(OH)3]=1×10-20= c（Ce3＋)c3（OH-）=1×10-5×c3（OH-），c（OH-）=10-5 mol·L-1，則c（H+）=10-9 mol·L-1，此時溶液的PH為9；

（5）加熱CeCl3·6H2O得到無水CeCl3 ，加入了NH4Cl固體，因為NH4Cl固體受熱分解產生HCl，可抑制CeCl3水解；

（6）①根據反應Fe2+＋Ce4＋= Ce3＋＋Fe3＋及Fe2+的物質的量0.025×0.1=0.0025mol，得Ce3＋的物質的量是0.0025mol，則樣品中CeCl3的質量分數為（0.0025×246.5/0.75）×100%=82.2%；②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液進行滴定，亞鐵離子有可能被氧化，將會導致標準液體積偏大，CeCl3樣品的質量分數將偏大。