三氧化二铈

    三氧化二铈 :

Ce₂O₃ [1]

又称 倍半氧化铈、氧化正铈。无色结晶。相 对分子质量328.21。相对密度6.80。 熔点1692℃。铈的氧化态有+3、+4 两种,容易失去四个电子而成Ce⁴⁺。
用途: 三氧化二铈主要用作光学玻璃、棱 镜的研磨材料;液晶的原料;石油重油流化催化 裂解的催化剂;汽车排烟净化用的三元催化剂 之一;因为三价铈有一个不成对的4f电子,故有 顺磁性,而用作稀土磁性材料Sm-Ce-Co的 组分之一,因为Ce³⁺无色,而Ce⁴⁺为橙色,故可 用作试剂原料。
制法: 含铈主要矿石有铈柱石、褐帘石、独 居石及氟碳铈镧矿,工业用为独居石矿(Ce、 La…)PO₄,此矿中含少量钍,必须将其分离,方 能制得Ce³⁺。将矿石用硫酸处理。

2CePO₄+3H₂SO₄＝Ce₂(SO₄)₃+2H₃PO₄
ThSiO₄+2H₂SO₄＝Th(SO₄)₂+SiO₂+2H₂O

溶液中的磷酸和过剩硫酸加水稀释,然后中和, 使钍转变为磷酸钍而沉淀出来。

3Th(SO₄)₂+4H₃PO₄＝Th₃(PO₄)₄↓+6H₂SO₄

过滤分离,然后在溶液中加入草酸,使铈以草酸 盐沉淀析出。

Ce₂(SO₄)₃+3HOOC—COOH→ Ce₂(C₂O₄)₃↓+3H₂SO₄

将沉淀分离出来,干燥,然后灼烧,可制得氧 化物。

Ce₂(C₂O₄)₃+2O₂→2CeO₂+6CO₂

将CeO₂用氢或碳还原。用氢还原时是将二氧化 铈装入铂盘,加热至1400℃,通入氢气。

2CeO₂+H₂→Ce₂O₃+H₂O

用碳还原时,将二氧化铈装入石墨盘中,加入 碳,边用氩气置换,边加热,至900℃,停止通入 氩气,然后升温至1250℃,进行反应,反应完成 后,边降温,边通入氩气,最后冷却。

4CeO₂+C→2Ce₂O₃+CO₂