Question

(13分)平板電視顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質）。某課題以此粉末為原料，設計如下工藝流程對資源進行回收，得到Ce(OH)4和硫酸鐵銨：

已知：

ⅰ．酸性條件下，鈰在水溶液中有、兩種主要存在形式，易水解，有較強氧化性。

ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸

ⅲ．硫酸鐵銨［aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O］廣泛用于水的凈化處理。

（1）．操作Ⅰ的名稱是 　　 ，檢驗硫酸鐵銨溶液中含有NH4+的方法是： 　。

（2）．反應①之前先要洗滌濾渣B，其目的是為了除去　　　　　　　　　　�。ㄌ铍x子符號）。

（3）．寫出反應①的化學方程式 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）．用滴定法測定制得的Ce(OH)4產品純度。

滴定時所用定量儀器的讀數精確為 �。蝗羲�用FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后再進進行滴定，則測得該Ce(OH)4產品的質量分數 　　。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

（5）．稱取14.00g硫酸鐵銨樣品，將其溶于水配制成100mL溶液，分成兩等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，過濾洗滌沉淀并烘干灼燒至恒重得到1.60g固體；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL，恰好完全反應。則該硫酸鐵銨的化學式為 　　　　。

 

Answer 1

（1）冷卻結晶，取少量溶液于試管中，加入NaOH溶液，加熱，在試管口置一濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙變藍，則證明含有NH4+；（2）Fe3+、Fe2+；（3）2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O

（4）0.01mol，偏大；（5）Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O

【解析】

試題分析：（1）根據示意圖可知操作Ⅰ是冷卻結晶，然后過濾、洗滌、干燥得到硫酸鐵銨。檢驗硫酸鐵銨溶液中含有NH4+的方法是取少量溶液于試管中，加入NaOH溶液，加熱，在試管口置一濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙變藍，則證明含有NH4+；或取少量溶液于試管中，加入NaOH溶液，加熱，在試管口置一蘸有濃鹽酸的玻璃棒，若有白煙產生，則證明含有NH4+；（2）．反應①之前先要洗滌濾渣B，其目的是為了除去表面的雜質離子Fe3+、Fe2+；（3）由于Ce4+有較強氧化性反應，而H2O2有還原性，在酸性條件下反應。因此①的化學方程式2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O，得到含有Ce3+的溶液。（4）滴定時所用定量儀器滴定管的讀數精確為0.01ml; 若所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后再進進行滴定，則消耗的FeSO4溶液體積偏大，測定的該Ce(OH)4產品的質量分數就偏高；（5）第一份加入NaOH足量得到的固體Fe(OH)2, 烘干灼燒至恒重得到1.60g固體是Fe2O3。n(Fe2O3)=1.6g ÷160 g/mol =0.01mol.n(Fe)=0.02mol;第二份中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL，恰好完全反應，則產生BaSO4沉淀。n(SO42-)=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，根據電荷守恒可得n(NH4+)×1+0.02mol×3=0.05mol×2，解得n(NH4+)=0.04mol.n(H2O)= (7.00g－0.04mol×17g/mol－0.02mol×56g/mol－0.05mol× 96g/mol)÷ 18 g/mol =0.02mol.所以該晶體中n(Fe3+): n(NH4+): n(SO42-): n(H2O)=0.02:0.04:0.05:0,02=2:4: 5:2.因此該晶體的化學式為Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O。

考點：考查混合物的分離方法、NH4+的檢驗、實驗操作的目的、化學方程式的書寫、滴定法在物質組成測定中的應用的知識。