高三化學(xué)化學(xué)工藝流程專題匯編2化學(xué)工藝流程(IIIB鈧、釔)(教師版)

12023屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆——12IIIB屆屆屆屆屆屆屆屆)(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧(Sc2O3)的一種流程如下：答復(fù)以下問題：(1)93%27.5%的雙氧水和水按肯定比例混合而成?；旌系脑囼灢僮魇?。先參加氨水調(diào)整H=過濾濾渣主要成分 再向濾液參加氨水調(diào)整H=濾液c的濃度 K

[Mn(OH)2

]=9×03K

[Fe(OH)3

]=6×09Kp3]=sp0×01)spc(C2O2?)用草酸“沉鈧”25℃時pH=c(C2O2?)c(H2C2O4)

= (保存兩位有效數(shù)字)。寫出“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式 。[Ka1(H2C2O4)=5.9×10?2，Ka2(H2C2O4)=6.4×10?5]草酸鈧“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為 。(5)廢酸中含鈧量為15mg·L?1，VL廢酸最多可提取Sc2O3的質(zhì)量為 ?！敬鸢浮?1)將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁漸漸注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再漸漸注入H2O2中，并不斷攪拌(2)Fe(OH)3；9.0×10?7mol·L?1(3)3.8×10?2；2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+(4)2Sc2(4)2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2(5)0.023Vg【解答】在混合不同的液體時，一般先加密度較小、易揮發(fā)的，后加密度大、難揮發(fā)的，假設(shè)混合時放熱，則最終加受熱易分解的，因此混合的試驗操作是將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁漸漸注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再漸漸注入H2O2中，并不斷攪拌。Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10?13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10?39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10?31，可以求出余下三種離子沉淀完全(離子濃度10?5mol·L?1)pH，覺察錳離子沉淀完全時pH10，鈧離子沉淀完全時pH5，而鐵離子沉淀完全時pH4，所以先參加氨水調(diào)整pH=3Fe(OH)3；再向濾液參加氨水調(diào)整pH=6，此時溶液中c(OH?)=10?8mol·L?1，濾液中Sc3+的濃度為9.0×10?

31mol·L?1=49.0×10?7mol·L?1。4

(10?

8)325℃時pH=2的草酸溶液中

c(C2O2?)

c(C2O2?)·c(H+)×

c(HC2O?)·c(H+)×

=Ka2(H2C2O4)×4= 4c(H2C2O4)4= 4

c(HC2O?)

c(H2C2O4)

c2(H+)Ka1(H2C2O4)×

1c2(H+)

=6.4×10?5×5.9×10?2×

1(10?

≈3.8×10?22Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+。2Sc2(C2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。廢酸中含鈧量為15mg?L?1，鈧元素養(yǎng)量=15mg?L?1×VL=15Vmg=0.015Vg，物質(zhì)的量0.015Vg=45g/mol20.00033Vmol，VL廢酸最多可提取Sc2O3的質(zhì)量=0.00033Vmol×1×138g/mol=0.023Vg，故答案為：20.023Vg。稀土元素是周期表中IIIB族鈧、釔和鑭系元素的總稱，它們都是很活潑的金屬，性質(zhì)極為相像，常見化合價為+3。其中釔(Y)元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。我國隱藏著豐富的釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，以此礦石為原料生產(chǎn)氧化釔(Y2O3)的主要流程如下：：①有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH如下表：開頭沉淀時的完全沉淀時的pHpHFe3+2.73.7Y3+6.08.2②在周期表中，鈹、鋁元素處于其次周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相像。(1).釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)的組成用氧化物的形式可表示為 。欲從Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。則：①最好選用鹽酸、 (填字母)兩種試劑，再通過必要的操作即可實現(xiàn)。a.NaOH溶液 b.氨水 c.CO2氣 d.HNO3其中，生成Be(OH)2的離子方程式為 。②寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反響的離子方程式： 。為使Fe3+沉淀完全，須用氨水調(diào)整3.7≤pH<6.0的范圍內(nèi)；檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是4【答案】(1)Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2；(2)①b；Be2++2NH3·H2O=Be(OH)2+2NH+ ；42②BeO2?+4H+=Be2++2H2O；2(3)KSCN溶液，假設(shè)溶液不變血紅色，則說明Fe3+沉淀完全。【解析】此題以無機工業(yè)流程題的形式考察了硅酸鹽的組成、離子方程式的書寫、離子的檢驗等，難度一般，解題的關(guān)鍵是對根底學(xué)問的把握。【解答】依據(jù)元素化合價和原子守恒書寫元素的氧化物組成，所以釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)的組成用氧化物的形式可表示為Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2；故答案為：Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2；2與3相像，具有兩性，加過量的鹽酸，硅酸鈉反響生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反響生成氯化鈹溶液，再參加過量4氨水沉淀鈹離子，其中生成Be(OH)2的離子方程式為Be2++2NH3·H2O=Be(OH)2+2NH+ ；44故答案為：b；Be2++2NH3·H2O=Be(OH)2+2NH+；42②Na2BeO2與足量鹽酸生成BeCl2、NaCl和H2O，所以離子方程式為：BeO2?+4H+=Be2++2H2O；22故答案為：BeO2?+4H+=Be2++2H2O；2為使Fe3+沉淀完全，須用氨水調(diào)整3.7≤pH<6.0的范圍內(nèi)，檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是取少量濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，假設(shè)溶液不變血紅色，則說明Fe3+沉淀完全；故答案為：取少量濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，假設(shè)溶液不變血紅色，則說明Fe3+沉淀完全。著名化學(xué)家徐光憲在稀土領(lǐng)域奉獻突出，被譽為“稀土界的袁隆平”。釔是稀土元素之一，我國隱藏著豐富的釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業(yè)上通過如下工藝流程制取氧化釔，并獲得副產(chǎn)物鈹。：釔(Y)的常見化合價為+3價；鈹和鋁處于元素周期表的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相像；Fe3+、Y3+pH如下表：NaOH共熔的反響方程式補充完整： Y2FeBe2Si2O10+ Y2FeBe2Si2O10+ NaOH+ Y(OH)3+ Fe2O3+ Na2SiO3+濾渣Ⅱ的主要成分是 。(3)試劑A可以是 (填序號)。A.NaOH溶液B.氨水 C.CO2 D.CaO(4)用氨水調(diào)整pH=a時，a的取值范圍是 。(5)計算常溫下Y3++3H2O?Y(OH)3+3H+的平衡常數(shù)K= 。(常溫下Ksp[Y(OH)3]=8.0×10?23)(6)濾液Ⅲ參加氨水產(chǎn)生沉淀的離子方程式為 。(7)從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是 ?！敬鸢浮?1)4；32；O28；2；8；8；4(2)H2SiO3或H4SiO4(3)B(4)3.1≤a<6.0(5)1.25×10?204(6)Y3++3NH3·H2O=Y(OH)3↓+3NH+4(7)HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)【解析】此題考察了制備方案的設(shè)計、物質(zhì)的分別與提純方法，為高考常見題型題目難度中等，明確試驗?zāi)康摹嶒炘頌榻獯痍P(guān)鍵，留意把握化學(xué)試驗根本操作方法，試題學(xué)問點較多、綜合性較強，充分考察了學(xué)生的分析、理解力量及化學(xué)試驗力量?！窘獯稹縉a2SiO3、Na2BeO2，以及Y(OH)3和Fe2O3沉淀，濾液Ⅰ參加過量鹽酸，生成的濾渣Ⅱ為硅酸，濾液Ⅱ中含有BeCl2，可參加過量氨水生成Be(OH)2，再參加鹽酸生成BeCl2，蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)，經(jīng)冷卻結(jié)晶、洗滌、枯燥后經(jīng)冶煉可生成Be；過濾后得到的濾渣Ⅰ參加鹽酸溶解，在此根底上參加氨水，由表中數(shù)據(jù)可知首先生成Fe(OH)3沉淀，濾液(1)NaOH共熔的反響方程式為4Y2FeBe2Si2(1)NaOH共熔的反響方程式為4Y2FeBe2Si2O10+32NaOH+O28Y(OH)3+2Fe2O3+8Na2SiO3+8Na2BeO2+4H2O，故答案為：4；32；O2；8；2；8；8；4；由以上分析可知濾渣Ⅱ的主要成分是H2SiO3或H4SiO4，故答案為：H2SiO3或H4SiO4；鈹和鋁處于元素周期表的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相像，為避開Be(OH)2溶解，應(yīng)參加氨水，故答案為：B；(4)用氨水調(diào)整pH=a時，應(yīng)全部除去鐵離子，并避開生成Y(OH)3a的取值范圍是3.1≤a<6.0，故答案為：3.1≤a<6.0；(5)常溫下Y3++3H

O?Y(OH)

3H+的平衡常數(shù)K=c3(H=

(Kw)3

=

=1.25×10?20，2 3故答案為：1.25×10?20；

c(Y3+)

Ksp[Y(OH)3] 8.0×10?234(6)濾液Ⅲ參加氨水產(chǎn)生沉淀的離子方程式為Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3NH+，44故答案為：Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3NH+；4(7)從BeCl2溶液中得到BeCl2固體，應(yīng)避開BeCl2水解，操作是蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或HCl氣流中加熱蒸干)，故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)。釔的常見化合價為+3(Y2FeBe2Si2O10)，工業(yè)上通過如下生產(chǎn)流程可獲得氧化釔。：①該流程中有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見下表：離子離子開頭沉淀時的pH完全沉淀時的pH2.13.1Y3+6.08.2②在元素周期表中，鈹元素和鋁元素處于其次周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相像。(1)寫出Na2SiO3的一種用途 。假設(shè)改用氧化物的形式表示Y2FeBe2Si2O10組成，則化學(xué)式為 。依據(jù)元素周期表的學(xué)問推斷，常溫下，氯化鍶溶液pH 7(填“大于”、“等于”或“小于”)；寫出氯化鍶的電子式： 。欲從Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。①最好選用鹽酸和 兩種試劑，再通過必要的操作即可實現(xiàn)。A.NaOH溶液 B.氨水 C.CO2 D.HNO3②寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反響的離子方程式 。(5)為使Fe3+沉淀完全，用氨水調(diào)整pH=a時，a應(yīng)掌握在 范圍內(nèi)；連續(xù)加氨水調(diào)整pH=b發(fā)生反響的離子方程式為 ；檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是： 。(6)煅燒草酸釔時發(fā)生分解反響，其固體產(chǎn)物為氧化釔，氣體產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁。寫出草酸釔[Y2(C2O4)3·nH2O]煅燒的化學(xué)方程式 ?！敬鸢浮?1)工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等(3)等于；(2)Y2O3?2BeO?FeO?2SiO(3)等于；2(4)①B；②BeO2?+4H+=Be2++2HO22全4(5)3.1～6.0；Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3NH+；取最終一次洗滌過濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀看溶液是否變成血紅色，假設(shè)溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全4【解析】此題考察混合物分別提純，為高頻考點，把握物質(zhì)的性質(zhì)、流程中發(fā)生的反響、混合物分別提純?yōu)榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析與試驗力量的考察，留意元素化合物與試驗的結(jié)合，題目難度較大?！窘獯稹?Y2FeBe2Si2O10)參加氫氧化鈉共熔后水溶過濾得到硅酸鈉Y(OH)3和Fe2O3，沉淀參加稀鹽酸溶解后參加氨水調(diào)整溶液pH在3.1<a<6.0范圍沉淀鐵離子，連續(xù)參加氨水調(diào)整溶液pH在8.2以上參加草酸生成草酸釔沉淀，過濾、水洗、煅燒得到Y(jié)2O3，以此來解答。Na2SiO3的一種用途為工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等，故答案為：工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等；(3)SrCa的金屬性強，可知常溫下，氯化鍶溶液pH7，氯化鍶的電子式為，釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)的組成用氧化物的形式可表示為：Y2O3?FeO?2BeO?2SiO2，故答案為：Y2O(3)SrCa的金屬性強，可知常溫下，氯化鍶溶液pH7，氯化鍶的電子式為，故答案為：等于；；(4)①從Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，依據(jù)Na2BeO2的性質(zhì)和NaAlO2類比推斷；加過量的鹽酸，硅酸鈉反響生成硅酸沉淀，Na2BeO2反響生成氯化鈹溶液，再參加過量氨水沉淀鈹離子，故答案為：B故答案為：等于；；2②Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反響的離子方程式為BeO2?+4H+=Be2++2H2O，22故答案為：BeO2?+4H+=Be2++2H2O；24(5)為使Fe3+沉淀完全，用氨水調(diào)整pH=a時，a應(yīng)掌握在3.1～6.0范圍內(nèi)；連續(xù)加氨水調(diào)整pH=b發(fā)生反響的離子方程式為Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3NH+；檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是取最終一4(6)草酸釔[Y2(C2O4)3?nH2O]煅燒的化學(xué)方程式為，故答案為：。4次洗滌過濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀看溶液是否變成血紅色，假設(shè)溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全，故答案為：3.1～6.0；Y3++3NH3?H2(6)草酸釔[Y2(C2O4)3?nH2O]煅燒的化學(xué)方程式為，故答案為：。44某鈦白水解工業(yè)廢酸中Sc3+的濃度為18mg?L?1，還含有大量TiO2+、Fe3+、H+、SO2ˉ等，從該工業(yè)廢4酸中提取Sc2O3的工藝流程如下所示。請答復(fù)以下問題：“焙燒”時，為提高焙燒效率，以下措施中無效的是 (填標號)a.不斷攪拌b.進一步粉碎固體顆粒c.增大容器體積d.增大壓強e.適當上升溫度向鈦白水解工業(yè)廢酸中參加雙氧水的的是使TiO2+轉(zhuǎn)化犯難萃取的Ti(O2)OH(H2O)4)+?！拜腿　睍r，使用伯胺N1923的煤油溶液作為萃取液，萃取率α受振蕩時問和萃取劑濃度的影響，椴據(jù)下表1和表2數(shù)據(jù)，萃取時適宜的振蕩時間和萃取劑濃度分別為 min、 %10洗滌油相可除去大量含鈦離子，洗滌水是用濃硫酸、雙氧水和水依據(jù)肯定比例混合而成的，混合時的具體操作為 。25℃時用氨水調(diào)整“酸溶”后溶液的pH，當pH=3.5時濾渣II的主要成分為 當pH=6時，濾液中Sc3+的物質(zhì)的量濃度為 。(常溫下，Ksp(Fe(OH)3)=2.6×10?39，Ksp(Sc(OH)3)=1.2×10?33)寫出用草酸(H2C2O4)“沉鈧”制備Sc2(C2O4)3的離子方程式 。假設(shè)從1m3該鈦白水解工業(yè)廢酸中提取得到24.4gSc2O3，則鈧的提取率為 (計算結(jié)果準確到0.1%)。【答案】(1)cd(2)10；15；(3)將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁漸漸注人水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再漸漸注入雙氧水，并不斷攪拌(4)Fe(OH)3；1.2×10?9mol?L?1(5)2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+(6)88.4%【解析】此題是工藝流程題，結(jié)合化學(xué)反響原理考察化學(xué)反響速率、化學(xué)平衡以及溶液中的離子反響，難度較大?！窘獯稹坑捎诒簾龝r主要是固體粉末反響，故c增大容器體積和d增大壓強不能提高焙燒效率；故答案為：cd10min時萃取率較高；故答案為：10；15配制混合溶液，有濃硫酸時，應(yīng)使水和雙氧水分別參加，故具體操作是：將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁漸漸注人水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再漸漸注入雙氧水，并不斷攪拌；故答案為：將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁漸漸注人水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再漸漸注入雙氧水，并不斷攪拌；(4)依據(jù)題意，當pH=3.5時，c(OH?)=10?10.5mol/L，c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10?39=2.6×c(OH?)3

(10?10.5)310?7.5mol/L<10?5mol/L，此時溶液中的鐵離子沉淀，故濾渣II的主要成分為Fe(OH)3；當pH=6時，溶液中的c(OH?)=10?8mol/L，濾液中Sc3+的物質(zhì)的量濃度為c(Sc3)=1.2×10?33=10?24111.2×10?9mol/L；故答案為：Fe(OH)3；1.2×10?9mol?L?1“沉鈧”說明產(chǎn)生沉淀Sc2C2O4)3c++224=Sc2(C2O4)3↓+6H+；故答案為：2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+；1m3該鈦白水解工業(yè)廢酸中含有Sc3+18mg?L?1×1000L=18g，n(Sc3+)=

18g

=0.4mol；24.4gScO為

=0.1768molSc為0.3536mol，則鈧的提取率為0.3536mol0.4mol

45g/mol×100=88.4％。

2 3 138g/mol故答案為：88.4%氧化鈧(Sc2O3)在合金、電光源、催化劑、激活劑和陶瓷等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，利用鈧精礦為原料(主要Sc2O3Fe2O3、MnO等雜質(zhì))生產(chǎn)氧化鈧的一種工藝流程如下：“酸溶”步驟中，鈧的浸出率結(jié)果如以下圖所示。由圖可知，為使鈧的浸出率達90%左右，所承受的生產(chǎn)條件為 。12參加氨水調(diào)整H=過濾濾渣主要成分 假設(shè)再向濾液參加氨水調(diào)整H6，濾液中Sc3+能否沉淀完全(離子濃度小于10?5mol/L)？ (列式計算并作推斷)。(25℃時，Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10?13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10?39，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10?31)鈧與鋁類似，其氫氧化物具有兩性。反萃取步驟中，參加NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可以氧化錳離子生成濾渣，寫出該反響的離子方程式?！俺菱偂鼻跋葏⒓酉←}酸調(diào)整溶液至酸性，然后用草酸“沉鈧”。25℃時pH=2的草酸溶液中(CO2?) = (H2C2O4)寫出“沉鈧”得到草酸鈧(難溶于稀酸)的離子方程式 [25℃時草酸電離平衡常數(shù)為Ka1=5.0×10?2，Ka2=5.4×10?5]。草酸鈧在空氣中“灼燒”的化學(xué)方程式為 ?！敬鸢浮?1)100℃、4.5h；(2)Fe(OH)3；c(SC3+)=Ksp[Sc(OH)3]/c3(OH?)=9.0×10?7mol/L<1.0×10?5mol/L，故已沉淀完全；(3)Mn2++H2O2+2OH?=MnO2↓+2H2O；(4)2.7×10?2；2Sc3++3H2C2O4=Sc(C2O4)3↓+6H+；(5)2Sc2

O4)3

+O2

2ScO

+12CO2。23【解析】23此題考察了物質(zhì)分別提純操作的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及離子方程式、化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的分別和提純、溶度積常數(shù)計算等學(xué)問點，留意會運用溶液的pH值對溶液中的離子進展分別，除雜的原則是：除去雜質(zhì)且不引進的雜質(zhì)，側(cè)重于考察學(xué)生的分析力量和應(yīng)用力量。【解答】利用鈧精礦為原料(主要成分為Sc2O3，還含有Fe2O3、MnO等雜質(zhì))生產(chǎn)氧化鈧，鈧精礦參加鹽酸酸溶，為使鈧浸出，參加氨水調(diào)整溶液pH過濾，濾渣主要成分是Fe(OH)3，萃取后參加93%的硫酸27.5%的過氧化氫溶液和水酸洗，反萃取步驟中，參加NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可以氧化錳離子生成濾渣MnO2，過濾得到濾液中用草酸“沉鈧”，得到草酸鈧灼燒得到氧化鈧，(1)“酸溶”步驟中，鈧的浸出率結(jié)果如圖190%左右，所承受的生產(chǎn)條件為：100℃、4.5h，故答案為：100℃、4.5h；H=3H=H?)=1310?8mol/L，c(Sc3+)=Ksp(Sc(OH)3)=9.0×10?31

=9.0×10?7mol/L<1.0×10?5mol/L，故已沉淀完全，故答案為：c3(OH?) (10?8)3Fe(OH)3；假設(shè)再向濾液參加氨水調(diào)整pH=6，c(OH?)=10?8mol/L，c(Sc3+)=Ksp(Sc(OH)3)=9.0×10?31

=9.0×10?7mol/L<1.0×10?5mol/L，故已沉淀完全；c3(OH?) (10?8)3(3)NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可以氧化錳離子生成濾渣二氧化錳，反響的離子方程式為：Mn2++H2O2+2OH?=MnO2↓+2H2O，故答案為：Mn2++H2O2+2OH?=MnO2↓+2H2O；c(C2O2?)

=c(C2O2?) c2(H+) c(HC2O?) 1 ?2(4)25℃時pH=2的草酸溶液中 4

4 ×

4 =Ka1×Ka2×

=5.0×10 ×c(H2C2O4)

c(H2C2O4) c2(H+)

c(HC2O?)

c2(H+)5.4×10?5×+6H+，

14)24

=2.7×10?2，“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式：2Sc3++3H2C2O4

=Sc2

(C2O4)3↓故答案為：2.7×10?2；2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+；2 2 43 23(5)草酸鈧“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為：2Sc(CO) +O 溫2 2 43 23

23+12CO2，23故答案為：2Sc2

O4)3

+O2

2ScO

+12CO2。稀土元素包括鈧、釔和鑭系共17種元素，是重要的戰(zhàn)略資源，我國稀土資源豐富。從氟碳鈰礦(主要化學(xué)成分為CeFCO3)提取鈰族稀土元素的一種工藝流程如下：：①焙燒后鈰元素主要以CeO2形式存在，Ce(OH)3的Ksp=1.0×10?20。4②Ce4+能與SO2?結(jié)合成[CeSO4]2+，Ce3+HR萃取。4為提高原料的利用率，焙燒前應(yīng)將礦石

處理。“浸取”過程中鈰元素發(fā)生反響的離子方程式為 ．“轉(zhuǎn)化”過程中H2O2的作用是 。e+)+)?R3)+H+14“反萃取”操作的目的是 ；HR應(yīng)當具有的特點是 。HR的密度肯定比水大HR不溶于水，也不和水反響HR和Ce3+不反響Ce3+在萃取劑中溶解度大于水中(5)“調(diào)整pH”時，為了使Ce3+完全沉淀(濃度小于1×10?5mol/L)，溶液的pH應(yīng)大于 。(6)“氧化”操作得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式為 。(7)CeO2是汽車尾氣凈化器中的關(guān)鍵催化劑，能在復(fù)原性氣氛中供氧，在氧化性氣氛中耗氧，過程為：2CeO2?2CeO2?x+xO2↑(0≤x≤0.5)。寫出CeO2消退CO的化學(xué)方程式 。4【答案】(1)粉碎(2)CeO2+4H++SO2?=[CeSO4]2++2H2O4(3)將+4價的鈰復(fù)原為+3價，以便萃取(4)提純、富集鈰元素；bcd(5)9(6)4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4(7)CeO2+xCO=CeO2?x+xCO2【解析】難溶電解質(zhì)的轉(zhuǎn)化等，弄清每步操作的目的是解題的關(guān)鍵，側(cè)重分析試驗力量的考察，難度一般?！窘獯稹?1)焙燒前將礦石粉碎可提高原料的利用率，故答案為：粉碎；4(2)由題干信息可知“浸取”過程中鈰元素發(fā)生反響的離子方程式為CeO2+4H++SO2?=[CeSO4]2++42H2O，4故答案為：CeO2+4H++SO2?=[CeSO4]2++2H2O；4由圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，參加雙氧水是將+4價的鈰復(fù)原為+3價，以便萃取，故答案為：將+4價的鈰復(fù)原為+3價，以便萃?。?5水反響，不與Ce3+反響，且Ce3+在萃取劑中溶解度大于水中，故答案為：提純、富集鈰元素；bcd；pH”時，為了使Ce3+完全沉淀(濃度小于1×10?5mol/L)，c(OH?)=√00mol/L=05mol/，故pH應(yīng)大于，1×10?5故答案為：9；

p)3]=c(Ce3+)(6)“氧化”操作得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式為4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4，故答案為：4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4；(7)CeO2CO的化學(xué)方程式為：CeO2+xCO=CeO2?x+xCO2，故答案為：CeO2+xCO=CeO2?xxCO2。鈦工廠TiCl4煙塵中含有大量的ScCl3MgCl2及SiO2Sc2O3，并制備鈦白粉(TiO2)，其工藝流程如下圖：在空氣中灼燒草酸鈧即可得到氧化鈧(Sc2O3)和CO2，其化學(xué)反響方程式為 。4“水相”的主要離子有TiOCl2?、H+、Cl?及Mg2+，寫出參加大量的水并加熱發(fā)生的相關(guān)離子反響方程4式： 。酸浸過程中，稍過量的鹽酸的作用除溶解吸取煙塵外，另外還有的作用是 。鈦的冶煉法是劍橋電解法(如圖)?！敬鸢浮?1)3O2+2Sc2(C2O4)32Sc2O3+12CO2【答案】(1)3O2+2Sc2(C2O4)32Sc2O3+12CO2(2)TiOCl2?+(2)TiOCl2?+(1+x)H2O4TiO2?xH2O+2H++4Cl?4降低CaO的熔點【解析】此題考察物質(zhì)的制備試驗及混合物的分別和提純，為高頻考點，把握流程圖中每一步發(fā)生的反響及操作方法是解此題關(guān)鍵，留意結(jié)合題給信息解答，側(cè)重分析與試驗力量的考察，題目難度中等。44【解答】將煙塵用鹽酸酸浸，得到Sc3+、Mg2+、TiOCl2?等，SiO2不溶于鹽酸，經(jīng)過濾操作，得到SiO2及其他不溶性濾渣，濾液中主要含有Sc3+、Mg2+及TiOCl2?HTBP有機溶劑萃取，經(jīng)過操作Ⅰ444TiOCl2?系列操作最終得到TiO2產(chǎn)品，對有機相用洗脫劑洗脫，經(jīng)過操作Ⅱ得到ScCl3溶液，向溶液中參加草酸可4以與Sc3+形成沉淀，到達沉鈧的目的，灼燒沉淀最終得到Sc2O3。2Sc2(C2O4)2Sc2(C2O4)312CO2。c+g+l?c+c+?、4 4H+Cl?及Mg2+TiOCl2?TiOCl2?+(1+x)H2x)H2OTiO2xH2O2H+4Cl?。酸浸過程中，鹽酸溶解吸取煙塵，還抑制生成的TiOCl2?水解。4CaCl2CaO的熔點。4鈧(Sc)Sc3+的濃度為18mg·L?1，還含有大量TiO2+、Fe3+、H+、SO2?等，從該工業(yè)廢酸中提取Sc2O3的工藝流程如下所示。4請答復(fù)以下問題：向鈦白水解工業(yè)廢酸中參加雙氧水的目的是使TiO2+轉(zhuǎn)化犯難萃取的[Ti(O2)OH(H2O)4]+。[Ti(O2)OH(H2O4]+中Ti元素的化合價為+4價;其中所含非極性鍵的數(shù)目為 。鈧的萃取率與V1值[萃取劑體積(V)和廢酸體積(V)之比的變化關(guān)系如下圖，則應(yīng)選擇的最正確V1值為V2 1 2 V2 10～15℃，其緣由是 。T/℃510152530鈧的萃取率/%91.396.097.197.398.0鈦的萃取率0.940.952.103.014.201