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(PO4)3,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(PO4)3与HNO3反应的化学方程式:11Ca5F(PO4)3+1010HNO3=55Ca(NO3)2+3H3PO43H3PO4+11HF。
(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 |
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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