實(shí)驗(yàn)室以碳酸鈰[Ce2（CO3）3]為原料制備氧化鈰（CeO2）粉末，部分實(shí)驗(yàn)過程如下：
已知：Ce（OH）4難溶于稀硝酸；Ce4+極易水解，酸性較強(qiáng)時(shí)有強(qiáng)氧化性。
（1）“氧化、沉淀”過程
①向酸溶后的溶液中加入氨水和H2O2溶液，維持pH為5～6充分反應(yīng)，生成膠狀紅褐色過氧化鈰[Ce（OH）3O?OH]沉淀，加熱煮沸，過氧化鈰轉(zhuǎn)化為黃色氫氧化鈰[Ce（OH）4]。反應(yīng)生成過氧化鈰的離子方程式為 2Ce3++6NH3?H2O+3H2O2=2Ce（OH）3O?OH+6NH+4+2H2O2Ce3++6NH3?H2O+3H2O2=2Ce（OH）3O?OH+6NH+4+2H2O。
②雙氧水與氨水的加入量之比對(duì)Ce3+氧化率的影響如圖1所示，H2O2與NH3?H2O物質(zhì)的量之比大于1.20時(shí)，Ce3+氧化率下降的原因是 當(dāng)H2O2和NH3?H2O物質(zhì)的量之比大于1.20時(shí)因溶液中OH-濃度不足導(dǎo)致，溶液中Ce4+離子濃度增大，將過氧化氫氧化，自身則還原為Ce3+，因此Ce3+的氧化率降低當(dāng)H2O2和NH3?H2O物質(zhì)的量之比大于1.20時(shí)因溶液中OH-濃度不足導(dǎo)致，溶液中Ce4+離子濃度增大，將過氧化氫氧化，自身則還原為Ce3+，因此Ce3+的氧化率降低。
（2）“過濾、洗滌”過程
①“過濾”需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和 玻璃棒玻璃棒。
②“洗滌”的實(shí)驗(yàn)操作是 過濾完成后，在漏斗中注入適量蒸餾水，待洗滌液完全過濾后，重復(fù)操作2-3次過濾完成后，在漏斗中注入適量蒸餾水，待洗滌液完全過濾后，重復(fù)操作2-3次。
（3）“焙燒”過程
焙燒Ce（OH）4過程中測得剩余固體質(zhì)量與起始固體質(zhì)量的比值隨溫度變化的曲線如圖所示。則301～317℃范圍內(nèi)，B→C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Ce（OH）4 301～307℃ CeO2+H2OCe（OH）4 301～307℃ CeO2+H2O（寫出確定物質(zhì)化學(xué)式的計(jì)算過程）。
（4）由稀土碳酸鹽獲取La（OH）3
以稀土碳酸鹽樣品[含有La2（CO3）3、Ce2（CO3）3和可溶性Ce2（SO4）3]為原料可獲得純凈的La（OH）3請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案：向稀土碳酸鹽樣品中 加入2mol?L-1HNO3溶解；向酸溶后的溶液加入足量1mol/L氨水、30%H2O2溶液將，維持pH為5～6充分反應(yīng)，生成膠狀紅褐色過氧化鈰[Ce（OH）3O?OH]沉淀，過濾；將濾液pH調(diào)至7.8以上，再次過濾，洗滌即可得到純凈La（OH）3加入2mol?L-1HNO3溶解；向酸溶后的溶液加入足量1mol/L氨水、30%H2O2溶液將，維持pH為5～6充分反應(yīng)，生成膠狀紅褐色過氧化鈰[Ce（OH）3O?OH]沉淀，過濾；將濾液pH調(diào)至7.8以上，再次過濾，洗滌即可得到純凈La（OH）3，烘干，得到La（OH）3固體。[已知：La3+不與H2O2反應(yīng)；La3+、Ce3+開始轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀的pH分別為7.8、7.6；可選用的試劑有：1mol?L-1氨水、30%H2O2溶液、2mol?L-1HNO3溶液、2mol?L-1HCl溶液、1mol?L-1BaCl2溶液、去離子水]
NH
+
4
NH
+
4
301
～
307
℃
301
～
307
℃
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】2Ce3++6NH3?H2O+3H2O2=2Ce（OH）3O?OH+6+2H2O；當(dāng)H2O2和NH3?H2O物質(zhì)的量之比大于1.20時(shí)因溶液中OH-濃度不足導(dǎo)致，溶液中Ce4+離子濃度增大，將過氧化氫氧化，自身則還原為Ce3+，因此Ce3+的氧化率降低；玻璃棒；過濾完成后，在漏斗中注入適量蒸餾水，待洗滌液完全過濾后，重復(fù)操作2-3次；Ce（OH）4 CeO2+H2O；加入2mol?L-1HNO3溶解；向酸溶后的溶液加入足量1mol/L氨水、30%H2O2溶液將，維持pH為5～6充分反應(yīng)，生成膠狀紅褐色過氧化鈰[Ce（OH）3O?OH]沉淀，過濾；將濾液pH調(diào)至7.8以上，再次過濾，洗滌即可得到純凈La（OH）3
NH
+
4
301
～
307
℃
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/10/23 4:0:1組卷：30引用：1難度：0.3
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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