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钇、钪和镧系一起称为稀土元素,稀土元素堪称“工业味精”,对工业和国防有着十分重要的作用.独居石是稀土元素的常见矿物,下图是由独居石(主要成分是钍和镧系元素的磷酸盐)提取镧系元素(以Ln表示)的生产工艺流程:(1)独居石中镧系元素主要以LnPO4的形式存在,试写出LnPO4与浓H2SO4反应的化学方程式:______;写出Ln2(HPO4)3的溶解平衡表达式:______.(2)可选用精密pH试纸测定pH,控制沉淀的分步沉淀,其pH试纸使用的操作过程是:______.(3)若在实验室中洗涤所得的Ln2(HPO4)3沉淀的方法是:______;怎样证明Ln2(HPO4)3沉淀洗涤已经干净,其操作是:______.(4)若直接加热LnCl3?6H2O,生成的是LnOCl写出相应反应的化学方程式:LnCl3?6H2O  △  . LnOCl+2HCl+5H2OLnCl3?6H2O  △  . LnOCl+2HCl+5H2O;用电解法制取稀土金属Ln时,需要无水氯化物,在干燥的HCl气流中加热LnCl3?6H2O,能得到无水LnCl3,其原因是______.

匿名用户 | 2017-05-23 03:29

全部答案

(共1个回答)
  • 独居石(主要成分是钍和镧系元素的磷酸盐)与浓硫酸反应生成Ln2(SO43和磷酸,过滤出不溶物后第一次用稀氨水中和,然后过滤出含有钪元素的滤渣并得到含有Ln的滤液,再次过滤得到滤渣Ln2(HPO43,经过第一步转化Ln2(HPO43转化成LnCl3?6H2O,在干燥的HCl气流中加热LnCl3?6H2O,能得到无水LnCl3,电解LnCl3得到Ln,
    (1)LnPO4与浓H2SO4反应生成Ln2(SO43和磷酸,反应的化学方程式为:2LnPO4+3H2SO4=Ln2(SO43+2H3PO4
    Ln2(HPO43与Ln3+、HPO42-之间存在沉淀转化平衡,Ln2(HPO43的溶解平衡表达式为:Ln2(HPO43(s)?2Ln3+(aq)+3HPO42-(aq),
    故答案为:2LnPO4+3H2SO4=Ln2(SO43+2H3PO4(或3LnPO4+3H2SO4=Ln2(SO43+Ln(H2PO43);Ln2(HPO43(s)?2Ln3+(aq)+3HPO42-(aq);
    (2)pH试纸使用的操作方法为:取一小块试纸放在表面皿(玻璃片)上,用沾有待测液的玻璃棒(胶头滴管)点于试纸的中部,半分钟后与标准比色卡比较,确定溶液的pH值,
    故答案为:取一小块试纸放在表面皿(玻璃片)上,用沾有待测液的玻璃棒(胶头滴管)点于试纸的中部,半分钟后与标准比色卡比较,确定溶液的pH值;
    (3)在实验室中洗涤所得的Ln2(HPO43沉淀的方法为:将沉淀置于放置在新制过滤器中,注入蒸馏水至浸没沉淀,待液体滤干,再重复两到三次;
    若最后一次的洗涤液中不含硫酸根离子,则已经洗涤干净,操作方法为:取最后一次洗涤浸出液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明未洗涤干净,若无白色沉淀则说明已洗涤干净,
    故答案为:将沉淀置于放置在新制过滤器中,注入蒸馏水至浸没沉淀,待液体滤干,再重复两到三次;取最后一次洗涤浸出液,加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则说明未洗涤干净,若无白色沉淀则说明已洗涤干净;
    (4)由于氯化氢具有挥发性,若直接加热LnCl3?6H2O,生成的是LnOCl,反应的化学方程式为:LnCl3?6H2O
      △  
    .
     
    LnOCl+2HCl+5H2O;
    由于在干燥的HCl气流中,抑制了LnCl3的水解,且带走LnCl3?6H2O受热产生的水气,故能得到无水LnCl3
    故答案为:LnCl3?6H2O
      △  
    .
     
    LnOCl+2HCl+5H2O;在干燥的HCl气流中,抑制了LnCl3的水解,且带走LnCl3?6H2O受热产生的水气,故能得到无水LnCl3
    匿名用户 | 2017-05-23 03:29

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