二氧化铈

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
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:

:\ CeO_2+2H_2SO_4\to Ce(SO_4)_2+2H_2O

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:

:\ 4CeO_2+2CO\to 2Ce_2O_3+2CO_2\uparrow

二氧化铈可以氧化盐酸,生成氯气:
:\ 2CeO_2+8HCl\to 2CeCl_3+Cl_2\uparrow +4H_2O

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
二氧化鈰可由三氧化二鈰氧化而製得:

:\ 2Ce_2O_3+O_2\to 4CeO_2

或靠铈直接加热氧化制得
:\ Ce+O_2\to CeO_2

应用
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。
:\ 4CeO_2+2CO\to 2Ce_2O_3+2CO_2
:\ 2Ce_2O_3+2O_2\to 4CeO_2
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
*鈰
*三氧化二鈰
*硫酸高鈰

参考资料

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