我國是世界稀土資源最豐富的國家,冶煉提純技術也位于世界前茅。從某種磷精礦分離稀土元素的工業(yè)流程如圖。

資料:磷精礦的主要成分為Ca5F(PO4)3,還含有少量REPO4、FeO、Fe2O3、SiO2等(RE代表稀土(元素)。
(1)Sc是一種重要的稀土元素,基態(tài)Sc原子的核外電子排布式是 [Ar]3d14s2[Ar]3d14s2。
(2)補全“酸浸”過程中Ca5F(PO4)3與HNO3反應的化學方程式:11Ca5F(PO4)3+1010HNO3=55Ca(NO3)2+3H3PO43H3PO4+11HF。
(3)“萃取”時可選擇不同的萃取劑。
①有機磷萃取劑(RO)3PO可通過反應3ROH+POCl3?(RO)3PO+3HCl制得,其中-R代表烴基。-R對(RO)3PO產率的影響如下表。
-R | -CH2CH3 | -CH2CH2CH3 | -CH2CH2CH2CH3 |
(RO)3PO產率/% | 82 | 62 | 20 |
烴基為推電子基團,隨著碳原子數增加,烴基推電子能力增強,O-H鍵更難斷裂,(RO)3PO產率降低
烴基為推電子基團,隨著碳原子數增加,烴基推電子能力增強,O-H鍵更難斷裂,(RO)3PO產率降低
。②萃取劑(C4H9O)3PO的結構如圖。其中,與RE3+配位的能力:1號O原子
<
<
2號O原子(填“>”、“<”或“=”)。
(4)“反萃取”的目的是分離RE和Fe元素。向萃取液中通入NH3,Fe2+、Fe3+、RE3+的沉淀率隨pH變化如圖。

①試劑X為
Na2SO3
Na2SO3
選填“Na2SO3”或“NaClO”),控制pH為 2
2
。②萃取劑改用(C4H9O)3PO會導致反萃取時RE產率降低,原因可能是
-C4H9有較強的推電子作用,導致稀土與萃取劑形成的配位鍵牢固,難以斷裂實現反萃取
-C4H9有較強的推電子作用,導致稀土與萃取劑形成的配位鍵牢固,難以斷裂實現反萃取
。【答案】[Ar]3d14s2;1;10;5;3H3PO4;1;烴基為推電子基團,隨著碳原子數增加,烴基推電子能力增強,O-H鍵更難斷裂,(RO)3PO產率降低;<;Na2SO3;2;-C4H9有較強的推電子作用,導致稀土與萃取劑形成的配位鍵牢固,難以斷裂實現反萃取
【解答】
【點評】
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