【题目】金属钇(Y)具有重要的国防价值,但因过度开采已濒临枯竭。通过硫酸浸泡深海磷灰石矿,可以得到Y3+的浸出液:

1 浸出液成分

Al3+

Fe3+

Ca2+

PO43-

Mg2+

Mn2+

Y3+

浓度/(mgL-1)

7670

9460

550

640

5600

1500

70.2

(1)浸出液可用有机溶剂(HR)进行萃取,实现Y3+的富集(已知:Y3+Fe3+性质相似),原理如下:Fe3+ + 3HR FeR3 + 3H+ Y3+ + 3HR YR3 + 3H+ (已知:FeR3、YR3均易溶于HR)

浸出液在不同pH下萃取的结果如图1。

①用化学平衡原理解释,随pH增大,Y3+萃取率增大的原因________

②结合图1解释,工业上萃取Y3+之前,应首先除去Fe3+的原因是________

(2)采用中和沉淀法磷酸法可以除铁。

2 Fe3+、Y3+去除率

终点pH

去除率/%

Fe3+

Y3+

3.0

87.84

19.86

3.5

92.33

23.63

4.5

99.99

44.52

5.0

99.99

89.04

中和沉淀法:向浸出液中加入NaOHFe3+,去除率如表2所示。

①该实验条件下,Fe3+去除率比Y3+大的可能原因________

磷酸法:将磷酸(H3PO4:三元弱酸)加入到浸出液中,再加入Na2CO3溶液,调pH2.5,过滤除去磷酸铁沉淀(FePO4),滤液中剩余的Fe3+、Y3+浓度如表3。

3 滤液中Fe3+、Y3+的浓度

Fe3+

Y3+

浓度/(mgL-1)

508

68.9

配平磷酸法除铁过程中的离子方程式

Fe3+ + + = FePO4↓+ CO2↑+ ___________________

综合分析表1、表2、表3,工业上采用磷酸法除铁的原因________

(3)磷酸法除铁后,用有机溶剂HR萃取Y3+,可通过________(填操作)收集含Y3+的有机溶液。

(4)综合分析以上材料,下列说法合理的是________

a. 分析1可知,pH0.2~2.0范围内,有机溶剂中的Fe3+多于水溶液中的Fe3+

b. 2 Y3+损失率在20%左右的原因可能是生成的Fe(OH)3Y3+的吸附

c. 2 pH4.5~5.0范围内,Y3+损失率变大的可能原因:Y3+ + 3OH- = Y(OH)3

d. 有机溶剂萃取Y3+的优点是Ca2+、Mg2+、Mn2+等金属离子萃取率极低

 0  189321  189329  189335  189339  189345  189347  189351  189357  189359  189365  189371  189375  189377  189381  189387  189389  189395  189399  189401  189405  189407  189411  189413  189415  189416  189417  189419  189420  189421  189423  189425  189429  189431  189435  189437  189441  189447  189449  189455  189459  189461  189465  189471  189477  189479  189485  189489  189491  189497  189501  189507  189515  203614 

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