钪（Sc）是地壳中含量极少的稀土元素，在照明、合金和催化剂等领域有重要应用。钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO•TiO2），还含有少量SiO2、Sc2O3等氧化物，从钛铁矿中提取Sc2O3的流程如图：
已知：①当离子浓度减小至10-5mol•L-1时可认为沉淀完全
②室温下，溶液中离子沉淀完全的pH如表所示：
| 离子 | Fe3+ | Fe2+ | TiO2+ |
| 沉淀完全的pH | 3.2 | 9.0 | 1.05 |
回答下列问题：
（1）基态Fe2+核外电子排布式为
[Ar]3d6
[Ar]3d6
。（2）“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO4，其水解反应的化学方程式是
TiOSO4+（x+1）H2O=TiO2•xH2O↓+H2SO4
TiOSO4+（x+1）H2O=TiO2•xH2O↓+H2SO4
。（3）“萃取”时，使用10%P2O4+5%TBP+煤油作为萃取剂，一定条件下萃取率α受振荡时间的影响如右图，萃取时选择最佳的振荡时间为
10
10
min。
（4）“洗钛”所得[TiO（H2O2）]2+为橘黄色的稳定离子，H2O2 的作用是
提供配位体，生成稳定配离子[TiO（H2O2）]2+进入水层，便于除钛
提供配位体，生成稳定配离子[TiO（H2O2）]2+进入水层，便于除钛
，将Fe2+氧化成Fe3+，便于后续调pH使Fe3+沉淀完全达到除铁目的
将Fe2+氧化成Fe3+，便于后续调pH使Fe3+沉淀完全达到除铁目的
。（写出两点）（5）“酸溶”后滤液中存在的阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均小于0.01mol•L-1。“除杂”过程中应控制的pH范围是
3.2～3.7
3.2～3.7
。（6）“沉钪”后得到五水草酸钪，焙烧生成四种氧化物。其反应的化学方程式为
Sc2（C2O4）3•5H2O Sc2O3+3CO2↑+3CO↑+5H2O↑
焙烧
Sc2（C2O4）3•5H2O Sc2O3+3CO2↑+3CO↑+5H2O↑
。焙烧
【考点】制备实验方案的设计．
【答案】[Ar]3d6；TiOSO4+（x+1）H2O=TiO2•xH2O↓+H2SO4；10；提供配位体，生成稳定配离子[TiO（H2O2）]2+进入水层，便于除钛；将Fe2+氧化成Fe3+，便于后续调pH使Fe3+沉淀完全达到除铁目的；3.2～3.7；Sc2（C2O4）3•5H2O Sc2O3+3CO2↑+3CO↑+5H2O↑
焙烧
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：73引用：2难度：0.4
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 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 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“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．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.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（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（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．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.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（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（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：0.5
