金属钇（Y）具有重要的国防价值，但因过度开采已濒临枯竭。通过硫酸浸泡深海磷灰石矿，可以得到Y³⁺的浸出液：
表1  浸出液成分

	Al3+	Fe3+	Ca2+	PO 3 - 4	Mg2+	Mn2+	Y3+
浓度/（mg•L-1）	7670	9460	550	640	5600	1500	70.2

（1）浸出液可用有机溶剂（HR）进行萃取，实现Y³⁺的富集（已知：Y³⁺与Fe³⁺性质相似），原理如下：Fe³⁺+3HR⇌FeR₃+3H⁺
Y³⁺+3HR⇌YR₃+3H⁺（已知：FeR₃、YR₃均易溶于HR）浸出液在不同pH下萃取的结果如图。
①用化学平衡原理解释，随pH增大，Y³⁺萃取率增大的原因

Y³⁺在溶液中存在平衡：Y³⁺+3HR⇌YR₃+3H⁺，pH增大，c（H⁺） 减小（或c（OH^-）增大），平衡右移，Y³⁺萃取率提高

Y³⁺在溶液中存在平衡：Y³⁺+3HR⇌YR₃+3H⁺，pH增大，c（H⁺） 减小（或c（OH^-）增大），平衡右移，Y³⁺萃取率提高

。
②结合图1解释，工业上萃取Y³⁺之前，应首先除去Fe³⁺的原因是

Fe³⁺和Y³⁺萃取存在竞争性，Fe³⁺对Y³⁺萃取干扰较大

Fe³⁺和Y³⁺萃取存在竞争性，Fe³⁺对Y³⁺萃取干扰较大

。
（2）采用“中和沉淀法”和“磷酸法”可以除铁。表 2Fe³⁺、Y³⁺去除率

终点pH	去除率/%
	Fe3+	Y3+
3.0	87.84	19.86
3.5	92.33	23.63
4.5	99.99	44.52
5.0	99.99	89.04

中和沉淀法：向浸出液中加入NaOH除Fe³⁺，去除率如表2所示。
①该实验条件下，Fe³⁺去除率比Y³⁺大的可能原因

K_SP[Fe（OH）₃]小于K_SP[Y（OH）₃]或Fe（OH）₃的溶解度小于Y（OH）₃或c（Fe³⁺）远大于c（Y³⁺）

K_SP[Fe（OH）₃]小于K_SP[Y（OH）₃]或Fe（OH）₃的溶解度小于Y（OH）₃或c（Fe³⁺）远大于c（Y³⁺）

。
磷酸法：将磷酸（H₃PO₄：三元弱酸）加入到浸出液中，再加入Na₂CO₃溶液，调pH为2.5，过滤除去磷酸铁沉淀（FePO₄），滤液中剩余的Fe³⁺、Y³⁺浓度如表3．表3  滤液中Fe³⁺、Y³⁺的浓度

	Fe3+	Y3+
浓度/（mg•L-1）	508	68.9

②配平“磷酸法”除铁过程中的离子方程式

2

2

Fe³⁺+

2 H₃PO₄

2 H₃PO₄

+

3

CO

2

-

3

3

CO

2

-

3

=

2

2

FePO₄↓+

3CO₂

3CO₂

₂↑+

3H₂O

3H₂O

③综合分析表1、表2、表3，工业上采用“磷酸法”除铁的原因

磷酸法除铁率较高同时Y³⁺损失率较小

磷酸法除铁率较高同时Y³⁺损失率较小

。
（3）经“磷酸法”除铁后，用有机溶剂HR萃取Y³⁺，可通过

分液

分液

（填操作）收集含Y³⁺的有机溶液。
（4）综合分析以上材料，下列说法合理的是

bcd

bcd

。
a.分析图1可知，pH在0.2～2.0范围内，有机溶剂中的Fe³⁺多于水溶液中的Fe³⁺
b.表2中 Y³⁺损失率在20%左右的原因可能是生成的Fe（OH）₃对Y³⁺的吸附
c.表2中 pH在4.5～5.0范围内，Y³⁺损失率变大的可能原因：Y³⁺+3OH^-=Y（OH）₃↓
d.有机溶剂萃取Y³⁺的优点是Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺等金属离子萃取率极低