二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物．以氟碳铈矿（主要含CeFCO3）为原料制备CeO2的一种工艺流程如图1：已知：ⅰ．Ce4+能与F-结合成[CeFx]（4-x）+，与SO42-结合成[CeSO4]2+．ⅱ．在硫酸体系

Question

二氧化铈（CeO₂）是一种重要的稀土氧化物．以氟碳铈矿（主要含CeFCO₃）为原料制备CeO₂的一种工艺流程如图1：

已知：ⅰ．Ce⁴⁺能与F^-结合成[CeF_x]^（4-x）+，与SO₄^2-结合成[CeSO₄]²⁺．
ⅱ．在硫酸体系中Ce⁴⁺能被萃取剂[（HA）₂]萃取，而Ce³⁺不能．
ⅲ．K_sp[Ce（OH）₃]=7.1×10^-21，溶解度S[Ce₂（CO₃）₃]=1.0×10^-6 mol•L^-1．
回答下列问题：
（1）“氧化焙烧”中“氧化”的目的是___．
（2）CeO₂不溶于水，但“浸出”时却能溶解完全，原因是溶液中的___、___（填离子符号）促进了CeO₂的溶解．
（3）“萃取”时存在平衡：Ce⁴⁺+n（HA）₂⇌Ce•（H_2n-4A_2n）+4H⁺．保持其它条件不变，在起始料液中加入不同量的Na₂SO₄改变水层中的c（SO₄^2-）．观察图2，说明D（ ([Ce•(H2n-4A2n)]有机层)/([Ce(Ⅳ)水层)）随起始料液中
c（SO₄^2-）变化的原因：___．
（4）“反萃取”加H₂O₂的作用是___（用离子方程式表示）．
（5）在“反萃取”后所得水层中加入1.0mol•L^-1的NH₄HCO₃溶液，产生胶状沉淀物．写出该胶状沉淀物的化学式：___．
（6）若缺少“洗氟”，则所得产品的质量将___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（7）CeO₂是稀土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．写出其供氧生成CeO的化学方程式：___．

Answer 1

（1）“氧化焙烧”中“氧化”的目的是将+3价铈氧化成+4价，以便后续的提取，故答案为：将+3价铈氧化成+4价；
（2）根据信息Ce⁴⁺能与F^-结合成[CeF_x]^（4-x）+，与SO₄^2-结合成[CeSO₄]²⁺．，CeO₂不溶于水，但“浸出”时却能溶解完全，原因是溶液中的F^-、SO₄^2-促进了CeO₂的溶解，故答案为：F^-；SO₄^2-；
（3）根据平衡：Ce⁴⁺+n（HA）₂⇌Ce•（H_2n-4A_2n）+4H⁺．，加入Na₂SO₄时，随着c（SO₄^2-）增大，水层中Ce⁴⁺被SO₄^2-结合成[CeSO₄]²⁺，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小，故答案为：随着c（SO₄^2-）增大，水层中Ce⁴⁺被SO₄^2-结合成[CeSO₄]²⁺，导致萃取平衡向左移动，
D迅速减小；
（4））“反萃取”加H₂O₂的作用是将Ce⁴⁺离子重新还原为Ce³⁺，反应的离子方程式为2Ce⁴⁺+H₂O₂=2Ce³⁺+O₂↑+2H⁺，故答案为：2Ce⁴⁺+H₂O₂=2Ce³⁺+O₂↑+2H⁺；
（5）根据溶解度S[Ce₂（CO₃）₃]=1.0×10^-6 mol•L^-1，“反萃取”后所得水层中含有Ce³⁺，加入NH₄HCO₃溶液时，两者反应生成Ce₂（CO₃）₃胶状沉淀物，故答案为：Ce₂（CO₃）₃；
（6）若缺少“洗氟”，则会造成部分含铈物质损失，所得产品的质量将减少，故答案为：偏小；
（7）CeO₂能在还原气氛中供氧，则供氧生成CeO和氧气的化学方程式为2CeO₂=2CeO+O₂↑，故答案为：2CeO₂=2CeO+O₂↑．