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我國是世界稀土資源最豐富的國家,冶煉提純技術(shù)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。
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資料:磷精礦的主要成分為Ca5F(PO43,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(PO43與HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式:
1
1
Ca5F(PO43+
10
10
HNO3=
5
5
Ca(NO32+
3H3PO4
3H3PO4
+
1
1
HF。
(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(yīng)3ROH+POCl3?(RO)3PO+3HCl制得,其中-R代表烴基。-R對(RO)3PO產(chǎn)率的影響如下表。
-R -CH2CH3 -CH2CH2CH3 -CH2CH2CH2CH3
(RO)3PO產(chǎn)率/% 82 62 20
由表中數(shù)據(jù)分析隨-R中碳原子數(shù)增加,(RO)3PO產(chǎn)率降低的原因
烴基為推電子基團,隨著碳原子數(shù)增加,烴基推電子能力增強,O-H鍵更難斷裂,(RO)3PO產(chǎn)率降低
烴基為推電子基團,隨著碳原子數(shù)增加,烴基推電子能力增強,O-H鍵更難斷裂,(RO)3PO產(chǎn)率降低
。
②萃取劑(C4H9O)3PO的結(jié)構(gòu)如圖。其中,與RE3+配位的能力:1號O原子
 2號O原子(填“>”、“<”或“=”)。
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(4)“反萃取”的目的是分離RE和Fe元素。向萃取液中通入NH3,F(xiàn)e2+、Fe3+、RE3+的沉淀率隨pH變化如圖。
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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(dǎo)致反萃取時RE產(chǎn)率降低,原因可能是
-C4H9有較強的推電子作用,導(dǎo)致稀土與萃取劑形成的配位鍵牢固,難以斷裂實現(xiàn)反萃取
-C4H9有較強的推電子作用,導(dǎo)致稀土與萃取劑形成的配位鍵牢固,難以斷裂實現(xiàn)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(shù)增加,烴基推電子能力增強,O-H鍵更難斷裂,(RO)3PO產(chǎn)率降低;<;Na2SO3;2;-C4H9有較強的推電子作用,導(dǎo)致稀土與萃取劑形成的配位鍵牢固,難以斷裂實現(xiàn)反萃取
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/5/19 8:0:9組卷:11引用:4難度:0.7
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    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     
    。
    ②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時,加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4
    (4)“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運用平衡移動原理解釋原因:
     

    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     
    。
    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分數(shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
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    ①280℃時煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分數(shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號)。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5
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