题目内容
【题目】“稀土之父”徐光宪对稀土萃取分离做出了巨大贡献。稀土是隐形战机、超导、核工业等高精尖领域必备的原料。钪(Sc)是稀土金属之一，如图是制备Sc的工艺流程。
已知：xNH4ClyScF3zH2O是ScF3与氯化物形成的复盐沉淀，在强酸中部分溶解。“脱水除铵”是复盐沉淀的热分解过程。
据此回答：
（1）在空气中焙烧Sc2(C2O4)3只生成一种碳氧化物的化学方程式为 ________。
（2）图1是含Sc元素的离子与F-浓度和pH的关系。用氨调节溶液pH,调节3.5<pH<4.2原因是________。
（3）图2是“脱水除铵”过程中固体质量与温度的关系，其中在380℃到400℃会有白烟冒出，保温至无烟气产生，即得到ScF3,由图像中数据计算复盐中x:z=________；工艺流程中可回收利用的物质是________。
（4）传统制备ScF3的方法是先得到ScF36H2O沉淀，再高温脱水得ScF3，但通常含有ScOF杂质，原因是________（用化学方程式表示）。流程中将复盐沉淀后“脱水除铵”制得纯度很高的SeF3,其原因是________。
【答案】2Sc2(C2O4)3+3O2
2Sc2O3+12CO2 pH<3.5沉淀会在强酸中部分溶解，pH>4.2会生成钪的氢氧化物杂质 1:2 NH3和HCl ScF3+H2O=ScOF+2HF 脱铵时NH4Cl分解，生成HCl，抑制Sc3+水解
【解析】
在空气中焙烧Sc2(C2O4)3只生成一种碳氧化物CO2和Sc2O3，在浓盐酸、氟化铵等条件下生成复盐xNH4ClyScF3zH2O，脱水，脱铵，得ScF3，最后用钙还原生成钪(Sc)单质。
（1）在空气中焙烧Sc2(C2O4)3只生成一种碳氧化物CO2和Sc2O3，化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。故答案为：2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2；
（2）根据图1，含Sc元素的离子与F-浓度和pH的关系，用氨调节溶液pH,调节3.5<pH<4.2原因是pH<3.5沉淀会在强酸中部分溶解，pH>4.2会生成钪的氢氧化物杂质。故答案为：pH<3.5沉淀会在强酸中部分溶解，pH>4.2会生成钪的氢氧化物杂质；
（3）“脱水除铵”过程中，在380℃到400℃会有白烟冒出，白烟是氯化铵小颗粒，保温至无烟气产生，即得到ScF3，故在200℃到300℃为失水过程，则xNH4ClyScF3zH2O中x:y=
=0.06:0.12=1:2，由图像中数据计算复盐中x:z=1:2；工艺流程中可回收利用的物质是NH3和HCl。故答案为：1:2；NH3和HCl；
（4）ScF36H2O沉淀，高温脱水得ScF3，通常含有ScOF杂质，原因是ScF3部分水解，ScF3+H2O=ScOF+2HF。流程中将复盐沉淀后“脱水除铵”制得纯度很高的SeF3，其原因是脱铵时NH4Cl分解，生成HCl，抑制Sc3+水解。故答案为：ScF3+H2O=ScOF+2HF；脱铵时NH4Cl分解，生成HCl，抑制Sc3+水解。
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