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我国是世界稀土资源最丰富的国家,冶炼提纯技术也位于世界前茅。从某种磷精矿分离稀土元素的工业流程如图。

资料:磷精矿的主要成分为Ca5F(PO43,还含有少量REPO4、FeO、Fe2O3、SiO2等(RE代表稀土(元素)。
(1)Sc是一种重要的稀土元素,基态Sc原子的核外电子排布式是
[Ar]3d14s2
[Ar]3d14s2

(2)补全“酸浸”过程中Ca5F(PO43与HNO3反应的化学方程式:
1
1
Ca5F(PO43+
10
10
HNO3=
5
5
Ca(NO32+
3H3PO4
3H3PO4
+
1
1
HF。
(3)“萃取”时可选择不同的萃取剂。
①有机磷萃取剂(RO)3PO可通过反应3ROH+POCl3⇌(RO)3PO+3HCl制得,其中-R代表烃基。-R对(RO)3PO产率的影响如下表。
-R -CH2CH3 -CH2CH2CH3 -CH2CH2CH2CH3
(RO)3PO产率/% 82 62 20
由表中数据分析随-R中碳原子数增加,(RO)3PO产率降低的原因
烃基为推电子基团,随着碳原子数增加,烃基推电子能力增强,O-H键更难断裂,(RO)3PO产率降低
烃基为推电子基团,随着碳原子数增加,烃基推电子能力增强,O-H键更难断裂,(RO)3PO产率降低

②萃取剂(C4H9O)3PO的结构如图。其中,与RE3+配位的能力:1号O原子
 2号O原子(填“>”、“<”或“=”)。

(4)“反萃取”的目的是分离RE和Fe元素。向萃取液中通入NH3,Fe2+、Fe3+、RE3+的沉淀率随pH变化如图。

①试剂X为
Na2SO3
Na2SO3
选填“Na2SO3”或“NaClO”),控制pH为
2
2

②萃取剂改用(C4H9O)3PO会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是
-C4H9有较强的推电子作用,导致稀土与萃取剂形成的配位键牢固,难以断裂实现反萃取
-C4H9有较强的推电子作用,导致稀土与萃取剂形成的配位键牢固,难以断裂实现反萃取

【答案】[Ar]3d14s2;1;10;5;3H3PO4;1;烃基为推电子基团,随着碳原子数增加,烃基推电子能力增强,O-H键更难断裂,(RO)3PO产率降低;<;Na2SO3;2;-C4H9有较强的推电子作用,导致稀土与萃取剂形成的配位键牢固,难以断裂实现反萃取
【解答】
【点评】
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发布:2024/5/19 8:0:9组卷:16引用:4难度:0.7
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    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
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    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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