水晶石是生产玻璃的原料，工业上回收水晶石废料（主要含SiO2，还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等）中的...
问题详情：
水晶石是生产玻璃的原料，工业上回收水晶石废料（主要含SiO2，还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等）中的SiO2并富集稀土元素Ce（铈）元素的一种流程如下：
已知CeO2不溶于水，微溶于稀*。
（1）玻璃工业上用SiO2、Na2CO3和CaCO3在高温下反应制普通玻璃，则生成硅**的化学方程式为______。
（2）“还原”时发生反应的离子方程式为______。
（3）“还原”时稀硫*应适当过量，目的除保*反应充分进行及加快反应速率外，还有______。还原时控制其他条件一定，只改变反应的温度，所得SiO2产品的纯度如图所示。超过70℃所得SiO2产品纯度下降的原因是______。
（4）洗涤SiO2的方法是______。
（5）向Ce2(SO4)3溶液中加入H2C2O4会析出Ce2(C2O4)3·10H2O晶体，晶体在N2气流中加热300℃时，生成CeO2、CO和CO2三种氧化物，写出Ce2(C2O4)3固体加热到300℃时反应的方程式______。
【回答】
Na2CO3＋SiO2 
Na2SiO3＋CO2↑ 2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O 抑制Ce3＋的水解 H2O2大量分解导致CeO2不能完全被还原而混入SiO2中 向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复*作2～3次 Ce2(C2O4)3 
2CeO2＋4CO↑＋2CO2↑
【解析】
工业上回收水晶石废料（主要含SiO2，还含有CeO2、CaO、MgO、Na2O等）中的SiO2并富集稀土元素Ce（铈）元素的一种流程中，先向水晶石废料中加入稀盐*进行*浸，CeO2与盐*反应程度较低，SiO2不与盐*反应，CaO、MgO、Na2O都转化为可溶*盐，然后将反应液过滤，滤渣中含有CeO2、SiO2，再向滤渣中加入H2O2、H2SO4发生氧化还原反应，CeO2被还原为Ce2(SO4)3，SiO2不反应，然后将反应液过滤，滤渣中主要成分为SiO2，然后将滤渣经过洗涤、干燥得到SiO2产品，以此解答。
【详解】
（1）SiO2与Na2CO3在高温下反应生成硅**、二氧化碳，其化学反应方程式为Na2CO3＋SiO2 
Na2SiO3＋CO2↑；
（2）由上述分析可知，“还原”时是CeO2与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应，CeO2被还原为Ce2(SO4)3，H2O2被氧化为O2，化学反应方程式为2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O；
（3）Ce2(SO4)3属于强*弱碱盐，在水中会发生水解，“还原”过程中稀硫*适当过量，可抑制Ce3+水解和*反应充分进行及加快反应速率；H2O2属于不稳定化合物，受热易分解，“还原”过程中H2O2是反应物，若反应过程中温度高于70℃，H2O2会大量分解，导致CeO2不能充分反应，反应结束过滤后，滤渣中还含有大量CeO2导致SiO2产品的纯度降低；
（4）洗涤SiO2的过程中，是除去SiO2表面的H2SO4、Ce2(SO4)3等，因此可直接用水洗涤，具体*作为：向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复*作2～3次；
（5）Ce2(C2O4)3·10H2O晶体在N2气流中加热300℃时，生成CeO2、CO和CO2三种氧化物，其中N2的作用是保持防止空气中氧气参加反应影响实验结果，因此Ce2(C2O4)3固体加热到300℃时，生成CeO2、CO和CO2三种氧化物，反应过程中Ce元素化合价由+3升高至+4，C元素化合价一部分由+3升高至+4，一部分由+3降低至+2，假设有1mol Ce2(C2O4)3参加反应，其中化合价降低的C原子为x mol，则化合价升高的C原子为(6-x)mol，根据氧化还原反应化合价升降守恒可知：2+(6-x)=x，解得x=4，因此该反应化学方程式为Ce2(C2O4)3 
2CeO2＋4CO↑＋2CO2↑。
知识点：氧化还原反应
题型：综合题
