钪(Sc)是一种功能强大但产量稀少的稀土金属,广泛用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Sc2O3、MgO、SiO2等杂质,从钛铁矿中提取钪的流程如图:

已知:
①室温下TiO2+完全沉淀的pH为1.05,Fe3+完全沉淀的pH为3.2
②Ksp[Sc(OH)3]=1.25×10-33,lg2=0.3
回答下列问题:
(1)“酸浸”后钛主要以TiOSO4的形式存在于溶液中,TiOSO4中Ti元素的化合价为 +4+4。
(2)“滤渣1”的主要成分是 SiO2(或二氧化硅)SiO2(或二氧化硅)。
(3)氢氧化钪[Sc(OH)3]是白色固体,不溶于水,化学性质与Al(OH)3相似,能与NaOH溶液反应生成Na3[Sc(OH)6],写出该反应的离子方程式 Sc(OH)3+3OH-=[Sc(OH)6]3-Sc(OH)3+3OH-=[Sc(OH)6]3-。
(4)探讨影响钪的萃取率的因素:
①钪的萃取率(E%)与O/A值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如图,应选择最合适的O/A值为 1:41:4。

②温度对钪、钛的萃取率影响情况见表,合适的萃取温度为10~15℃,其理由是 低于10°C时,钪的萃取率不够高,高于15°C时,钛的萃取率增大较多低于10°C时,钪的萃取率不够高,高于15°C时,钛的萃取率增大较多。
T/℃ | 5 | 10 | 15 | 25 | 30 |
钪的萃取率/% | 91.3 | 96 | 97.1 | 97.3 | 98.0 |
钛的萃取率/% | 0.94 | 0.95 | 2.10 | 3.01 | 4.20 |
3.2∼3.7
3.2∼3.7
。(6)“沉钪”得到草酸钪[Sc2(C2O4)3],将其置于
坩埚
坩埚
(填仪器名称)中,在空气中充分灼烧得到Sc2O3和一种无毒气体,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 3:2
3:2
。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】+4;SiO2(或二氧化硅);Sc(OH)3+3OH-=[Sc(OH)6]3-;1:4;低于10°C时,钪的萃取率不够高,高于15°C时,钛的萃取率增大较多;3.2∼3.7;坩埚;3:2
【解答】
【点评】
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