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二氧化鈰(化學式:CeO2 ),是稀土元素鈰最穩定的氧化物。它在常温下为淡黄色固体,加热时黄色加深。
化学性质[编辑]
二氧化铈中铈是+4价,具有强氧化性,可以被过氧化氢(H2O2)还原。CeO2不溶于一般的酸和碱,其水合物溶度积很小(Ksp=4×10-51),能够完全沉淀时的pH在0.7~1.0之间,然而,其他三价镧系元素的离子要在pH为6~8时才会沉淀出。有很大的倾向生成配位化合物。
二氧化鈰與硫酸反應,生成硫酸高铈:
![{\displaystyle \ CeO_{2}+2H_{2}SO_{4}\to Ce(SO_{4})_{2}+2H_{2}O}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/90b64613a1ad9a59599ff9e367ef06ce6d52c766)
二氧化鈰在高温會和一氧化碳發生氧化還原反應,生成三氧化二鈰:
![{\displaystyle \ 4CeO_{2}+2CO\to 2Ce_{2}O_{3}+2CO_{2}\uparrow }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/17efe60c036b35899916f2934c3172f518d64332)
二氧化铈可以氧化盐酸,生成氯气:[1]
![{\displaystyle \ 2CeO_{2}+8HCl\to 2CeCl_{3}+Cl_{2}\uparrow +4H_{2}O}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3019941f70762a9058d7bc6b4f7964c9a8b412ee)
二氧化铈也可以和碘化钾与盐酸反应,其产物为三氯化铈、碘单质、氯化钾和水。
製備[编辑]
二氧化鈰可由三氧化二鈰氧化而製得:
![{\displaystyle \ 2Ce_{2}O_{3}+O_{2}\to 4CeO_{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/85f6b6ddf4c5f1bae7dcbcbc6d30fefad8c773c0)
二氧化铈是很好的催化剂,它可以除去汽车尾气中的氮氧化物和一氧化碳。
![{\displaystyle \ 4CeO_{2}+2CO\to 2Ce_{2}O_{3}+2CO_{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f34e78e26f3eec1370f521d9c73322acf5d39ae2)
![{\displaystyle \ 2Ce_{2}O_{3}+2O_{2}\to 4CeO_{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/0baa62ab413672160536a1a4f38e8dcbad5ec223)
二氧化铈也可用作有机化学中的强氧化剂、成环剂、成芳香化合物。
该反应产生的四氢咔唑经二氧化铈氧化过程可得到咔唑:
C₁₂H₁₃N + 4CeO₂ + 12HCl ══ C₁₂H₉N + 4CeCl₃ + 8H₂O
除此之外,二氧化铈也可用于环保型玻璃澄清剂,避免了毒元素砷的使用;二氧化铈也可以用作优质玻璃抛光粉。
參見[编辑]
参考资料[编辑]
- ^ 镧系元素和锕系元素简论.章节《氧化物》