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“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,它们是周期表中ⅢB族钪、钇和镧系一类元素的总称,都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价为+3价.
Ⅰ.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:精英家教网
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、
 
(填字母)两种试剂,再通过必要的操作即可实现.
a.NaOH溶液     b.氨水       c.CO2气      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+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离.完成反应的离子方程式:
 
Ce3++
 
H2O2+
 
H2O→
 
Ce(OH)4↓+
 
.
分析:Ⅰ.(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,所以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;
(2)根据表中数据可知调节PH时先生成Fe(OH)3沉淀,然后生成Y(OH)3沉淀;氨水与Y3+反应生成Y(OH)3沉淀;
(3)草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3、CO和CO2;
Ⅱ.(4)CeCl3易发生水解,所以制备CeCl3时要加NH4Cl防止其水解;
(5)根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式.
解答:解:Ⅰ.(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,所以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)根据表中数据可知调节PH时先生成Fe(OH)3沉淀,然后生成Y(OH)3沉淀,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;氨水与Y3+反应生成Y(OH)3沉淀,其反应的离子方程式为:Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3 NH4+;
故答案为:Fe(OH)3;Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3 NH4+;
(3)草酸钇隔绝空气加热生成Y2O3、CO和CO2,其反应方程为:Y2(C2O4)3
 加热 
.
 
Y2O3+3CO↑+3CO2↑;
故答案为:Y2(C2O4)3
 加热 
.
 
Y2O3+3CO↑+3CO2↑;
Ⅱ.(4)CeCl3易发生水解,加热CeCl3?6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备,由于H4Cl受热易分解,分解出HCl气体,能抑制CeCl3的水解;
故答案为:分解出HCl气体,抑制CeCl3的水解;
(5)根据电荷守恒可知缺项是H+,利用电子得失守恒、原子守恒配平方程式为:2Ce3++H2O2+6H2O═2Ce(OH)4↓+6H+,
故答案为:2;1;6;2;6H+.
点评:本题考查了工艺流程图,试剂的选择,化学方程式的配平,盐类水解原理的应用等,难度较大,在氧化还原反应中得失电子总数相等是解题关键,注意审题.
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(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                                                             。

 

“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
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,再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_________________。镧系元素铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下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+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式:Ce3++H2O2+H2O→Ce(OH)4↓+_______

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