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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...

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（SO₄）₃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（HPO₄）₃，经过第一步转化Ln₂（HPO₄）₃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（SO₄）₃和磷酸，反应的化学方程式为：2LnPO₄+3H₂SO₄=Ln₂（SO₄）₃+2H₃PO₄；
Ln₂（HPO₄）₃与Ln³⁺、HPO₄^2-之间存在沉淀转化平衡，Ln₂（HPO₄）₃的溶解平衡表达式为：Ln₂（HPO₄）₃（s）?2Ln³⁺（aq）+3HPO₄^2-（aq），
故答案为：2LnPO₄+3H₂SO₄=Ln₂（SO₄）₃+2H₃PO₄（或3LnPO₄+3H₂SO₄=Ln₂（SO₄）₃+Ln（H₂PO₄）₃）；Ln₂（HPO₄）₃（s）?2Ln³⁺（aq）+3HPO₄^2-（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（HPO₄）₃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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