题目内容

（11分）Ⅰ.“中东有石油，中国有稀土”。稀土金属是我国战略性资源，应加以保护。稀土金属是周期表中ⅢB族中钪、钇和镧系十七种元素的总称，都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3价。钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石（Y2FeBe2Si2O10），以此矿石为原料生产氧化钇（Y2O3）的主要流程如下：

已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.7
3.7
Y3+
6.0
8.2
 
②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
（1）欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。则最好选用盐酸和     （填字母）
两种试剂，通过必要的操作即可实现。
A．NaOH溶液      B、氨水     C、CO2     D、HNO3
（2）流程图中用氨水调节pH＝a时生成沉淀的化学式为              ，继续加氨水调至pH＝b，此时发生反应的离子方程式为                                        。
（3）沉淀C为草酸钇，写出草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的化学方程式：                        。
Ⅱ镧系元素铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素，在加热的条件下CeCl3易发生水解。
（4）无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备，其中NH4Cl的作用是___
                                                                       。
（5）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3+通过反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离， 写出反应的离子方程式                                                            。
（11分）（1）B （1分）
（2）Fe(OH)3 （1分）、Y3++3NH3·H2O＝Y(OH)3↓+3NH4+ （2分）
（3）Y2(C2O4)3Y2O3+3CO2↑+ 3CO↑ （3分)
（4）NH4Cl固体受热分解产生HCl，抑制CeCl3水解（2分）
（5）2Ce3++H2O2+6H2O＝2Ce(OH)4↓+ 6H+ （2分）

试题分析：（1）周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，则根据Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断；加过量的盐酸，硅酸钠反应生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液，再加入过量氨水沉淀铍离子，故答案为：B。
（2）根据流程图可知，沉淀物A应该是氢氧化铁，所以流程图中用氨水调节pH＝a时生成沉淀的化学式为Fe(OH)3；根据有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH可知，继续加氨水调至pH＝b，此时生成分沉淀应该是Y(OH)3，则发生反应的离子方程式为Y3++3NH3·H2O＝Y(OH)3↓+3NH4+。
（3）沉淀C为草酸钇，根据原子守恒可知，草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3的同时，还有CO和CO2生成，所以分解的化学方程式为Y2(C2O4)3Y2O3+3CO2↑+ 3CO↑。
（4）在加热的条件下CeCl3易发生水解生成氯化氢和Ce(OH)3，因此在加热时必须防止其水解。由于NH4Cl固体受热分解产生HCl，HCl可以抑制CeCl3水解。
（5）H2O2具有强氧化性，在溶液中通过调节pH≈3，可以将Ce3+氧化形成Ce(OH)4沉淀，其中Ce元素的化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子。双氧水中氧元素的化合价从－1价降低到－2价，则根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2Ce3++H2O2+6H2O＝2Ce(OH)4↓+6H+。
练习册系列答案
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沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
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②
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