CeO2是优良的催化剂和水处理剂，工业上利用难溶于水的固体阴离子交换树脂（可表示为R+OH-），采用离子交换法制备超细CeO2，流程如图：
已知：Ksp[Ce（OH）3]=1.5×10-20
Ⅰ.合成均匀的纳米Ce（OH）3胶体
在图1装置中加入60mL0.02mol⋅L-1Ce（NO3）3（纯度99%以上）溶液，水浴加热下分批加入稍过量的阴离子交换树脂，搅拌，反应结束后，过滤，得Ce（OH）3胶体。
实验中随着树脂的加入，测得刚开始pH值上升较快，pH值达到8.0附近后，上升开始变得极度缓慢，pH值达到9.0附近后，又开始有较明显小幅上升。
（1）图1中搅拌器的作用为：搅拌，使固液充分接触反应搅拌，使固液充分接触反应。
（2）下列说法正确的是 BDBD。
A．步骤②，所得滤渣的主要成分为Ce（OH）3
B．步骤①，总反应为：3R+OH-+3NO-3+Ce3+=3R+NO-3+Ce（OH）3
C．步骤①，当pH=8.0时，交换反应基本完成
D．步骤①，水浴温度过高，离子交换速度过快，可能导致所得胶粒不均匀
Ⅱ.Ce（OH）3碎粉焙烧
（3）步骤⑤在图2高温悬浮煅烧炉中进行。写出该焙烧反应方程式：4Ce（OH）3+O2 高温 4CeO2+6H2O4Ce（OH）3+O2 高温 4CeO2+6H2O；若煅烧炉下方通入预热空气的流速过小，带来的后果是：焙烧粉末不能悬浮于空中充分分散、充分焙烧焙烧粉末不能悬浮于空中充分分散、充分焙烧。
Ⅲ.实验并计算阴离子交换树脂用量
本次制备CeO2实验中，交换树脂最佳加入量为反应所需用量的1.2倍。采用以下滴定法测定单位质量树脂所能交换的阴离子的量。已知：Ag2CrO4为砖红色沉淀。实验过程中，溶液体积变化忽略不计。
（4）从下列选项中选择最佳操作并排序：称取阴离子交换树脂2.000g→a→bb→dd→ff→hh→重复滴定2～3次→计算。
a.加入80.00mL0.1mol⋅L-1盐酸浸泡，盖上瓶塞并充分摇匀，静置、过滤
b.向浸泡液中加NaHCO3调pH，同时稀释至100mL
c.向浸泡液中加稀硝酸调pH，同时稀释至100mL
d.用移液管移取25.00mL稀释后的浸泡液于锥形瓶中
e.用移液管移取25.00mL0.1mol⋅L-1AgNO3溶液于锥形瓶中
f.滴加2～3滴Na2CrO4溶液
g.用稀释后的浸泡液滴定
h.用0.1mol⋅L-1AgNO3溶液滴定
（5）滴定过程中调pH的目的是 防止CrO2-4与浸泡液中剩余的H+反应生成Cr2O2-7防止CrO2-4与浸泡液中剩余的H+反应生成Cr2O2-7；滴定中平均消耗滴定管中溶液15.00mL。则本次制备CeO2实验中交换树脂的最佳加入量为 4.234.23g。
NO
-
3
NO
-
3
高温
高温
C
r
O
2
-
4
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
O
2
-
7
【考点】制备实验方案的设计；探究物质的组成或测量物质的含量．
【答案】搅拌，使固液充分接触反应；BD；4Ce（OH）3+O2 4CeO2+6H2O；焙烧粉末不能悬浮于空中充分分散、充分焙烧；b；d；f；h；防止与浸泡液中剩余的H+反应生成Cr2；4.23
高温
C
r
O
2
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4
O
2
-
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：37引用：1难度：0.3
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
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