题目

稀土有工业“黄金”之称，我国稀土资源丰富。目前从氟碳铈矿(主要化学成分为CeFCO3)提取铈族稀土元素的冶炼处理工艺已经发展到十几种，其中一种提取铈的工艺流程如下：已知：①焙烧后烧渣中含+4价的铈及+3 价的其它稀土氟氧化物：②Ce4+能与SO42-结合成CeSO4 ， Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取。 请回答下列问题： （1） CeFCO3中，Ce 元素的化合价为。 （2） “酸浸I”过程中CeO2转化为Ce3+ ， 且产生黄绿色气体，用稀硫酸和H2O2 ， 替换HCl 就不会造成环境污染。则稀硫酸.H2O2 与CeO2反应的离子方程式为：。 （3） “沉淀”步骤中发生的反应为：Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)=3KBF4(s)+CeCl3 (aq)。已知Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b，则该反应的平衡常数为 ( 用含a、b 的代数式表示)。 （4） “浸 出 液”中含有少量Ce4+及其他稀土元素 的离子，可以通过“萃取”与“反萃取寻探作进一步分离、富集各离子。“萃取”时Ce4+与萃取剂[(HA)2]存在的反应为：Ce4++n(HA)2 Ce(H2a-4A2a)+4H+。 用D 表示Ce4+分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比(D= ) 其它条件不变，在浸出液中加入不同量的NaSO4以改变水层中的c(SO42-)， D 随浸出液中c(SO42-)增大而减小的原因是。 （5） “操作I”后，向溶液中加入NaOH 溶液，调节溶液的pH 可获得Ce(OH)3沉淀，当溶液中离子浓度小于1.0×10-6 mol/L视为沉淀完全，常温下加入NaOH 调节溶液的pH 应大 于 [已知：Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21 ；1g2=-0.3] （6） 写出“氧化”步骤的化学方程式：。 （7） CeO2 是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧在尾气消除过程中发生着CeO2 CeO2(1-x) +xO2↑(0≤x≤0.25)的循环。写出CeO2 消除CO 尾气的化学方程式：。 答案： 【1】+3(或+3 价) 【1】2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑ 【1】a/b3 【1】随着c(SO42-)增大，水层中Ce4+被SO42-结合成[CeSO4]2+，c([CeSO4]2+)增大，同时导致Ce4++n(HA)2 ⇌ Ce(H2n-4A2n)+4H+向左(逆向)移动，致使c[Ce(H2n-4A2n)]减小 【1】9.3 【1】2Ce(OH)3+ NaClO + H2O = 2Ce(OH)4 + NaCl 【1】2xCO + CeO2=CeO2(1-x)+ 2xCO2

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