二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土化合物。以*碳鈰礦(主要含CeCO3F)為原料製備CeO2的一種工藝流程如...

問題詳情：

二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土化合物。以*碳鈰礦(主要含CeCO3F)為原料製備CeO2的一種工藝流程如下：

已知：4+能與Fˉ結合成[CeFx](4-x)+，也能與SO42-結合成[CeSO4]2+；

ⅱ.在硫*體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取，而Ce3+不能

ⅲ.常温下，Ce2(CO3)3飽和溶液濃度為1.0×10-6mol·L-1。

回答下列問題：

（1）“氧化焙燒”過程中可以加快反應速率和提高原料利用率的方法是                      、

                             (寫出2種即可)。

（2）寫出“氧化焙燒”產物CeO2與稀H2SO4反應的離子方程式：                         。

（3）“萃取”時存在反應：Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H+。D表示Ce4+分別在有機層中與水層中存在形式的濃度之比(D=)。保持其它條件不變，在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改變水層中的c(SO42-)，D隨起始料液中c(SO42-)增大而減小的原因是

                                                                               。

（4）浸渣經處理可得Ce(BF4)3，加入KCl溶液發生如下反應：

Ce(BF4)3(s)+ 3K+(aq) 3KBF4(s)+ Ce3+(aq)。

若一定温度時，Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分別為a、b，則該反應的平衡常數K=             (用a、b表示)。

（5）“反萃取”中加H2O2的主要反應離子方程式為                                     。在“反萃取”後所得水層中加入1.0mol·L-1的NH4HCO3溶液，產生Ce2(CO3)3沉澱，當Ce3+沉澱完全時[c(Ce3+)=1×10-5mol·L-1]，溶液中c(CO32-)約為                      。

（6）CeO2是汽車尾氣淨化催化劑的關鍵成分，它能在還原氣氛中供氧，在氧化氣氛中耗氧。在尾氣消除過程中發生着CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循環。寫出CeO2消除CO尾氣的化學方程式：                               。

【回答】

（1）礦石粉碎成細顆粒   通入大量空氣 （各1分，共2分）

（2） CeO2+4H++SO42-=[CeSO4]2++2H2O（2分）  

（3） 隨着c(SO42-)增大，水層中Ce4+被SO42-結合成[CeSO4]2+,導致萃取平衡向生成[CeSO4]2+方向移動，D迅速減小（2分 ）

（4） （2分）     （5）2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+（2分）  1×10-6mol/L（2分） 

（6）2xCO+CeO2 = CeO2(1-x)+2xCO2（2分）

知識點：電離平衡單元測試

題型：綜合題