稀土

稀土()包括镧

( ) 包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿 ( 含铁、铝等元素 ) 中提取稀土的工艺如下：

已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的 pH 为 8.8 ；有关金属离子沉淀的相关 pH 见下表。

离子

开始沉淀时的 pH

8.8

1.5

3.6

6.2~7.4

沉淀完全时的 pH

3.2

4.7

(1)“ 氧化调 pH” 中，化合价有变化的金属离子是。

(2)“ 过滤 1” 前，用溶液调 pH 至的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为。

(3)“ 过滤 2” 后，滤饼中检测不到元素，滤液 2 中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保 “ 过滤 2” 前的溶液中低于 ( 保留两位有效数字 ) 。

(4)①“ 加热搅拌 ” 有利于加快溶出、提高产率，其原因是。

②“ 操作 X” 的过程为：先，再固液分离。

(5) 该工艺中，可再生循环利用的物质有 ( 写化学式 ) 。

(6) 稀土元素钇 (Y) 可用于制备高活性的合金类催化剂。

① 还原和熔融盐制备时，生成 1mol 转移电子。

② 用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为。

题型：工业流程题

知识点：铁和铁的化合物

下载试题

复制试题

【答案】

(1)Fe 2+

(2) 4.7 pH<6.2

(3)4.0 10 -4

(4) 加热搅拌可加快反应速率冷却结晶

(5)MgSO 4

(6) 15 O 2 +4e - +2H 2 O=4OH -

【分析】由流程可知，该类矿 ( 含铁、铝等元素 ) 加入酸化 MgSO 4 溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等离子，经氧化调 pH 使、形成沉淀，经过滤除去，滤液 1 中含有、、等离子，加入月桂酸钠，使形成沉淀，滤液 2 主要含有 MgSO 4 溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到 RECl 3 溶液。

【详解】（ 1 ）由分析可知， “ 氧化调 pH” 目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ ，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是 Fe 2+ ，故答案为： Fe 2+ ；

（ 2 ）由表中数据可知，沉淀完全的 pH 为 4.7 ，而开始沉淀的 pH 为 6.2~7.4 ，所以为保证、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液调 pH 至 4.7 pH<6.2 的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为，故答案为： 4.7 pH<6.2 ；；

（ 3 ）滤液 2 中浓度为，即 0.1125mol/L ，根据，若要加入月桂酸钠后只生成，而不产生，则 = =4.0 10 -4 ，故答案为： 4.0 10 -4 ；

（ 4 ） ①“ 加热搅拌 ” 有利于加快溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可加快反应速率，故答案为：加热搅拌可加快反应速率；

② “ 操作 X” 的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为，故 “ 操作 X” 的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶；

（ 5 ）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有 MgSO 4 ，故答案为： MgSO 4 ；

（ 6 ） ① 中 Y 为 +3 价，中 Pt 为 +4 价，而中金属均为 0 价，所以还原和熔融盐制备时，生成 1mol 转移 15 电子，故答案为： 15 ；

② 碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为 O 2 +4e - +2H 2 O=4OH ，故答案为： O 2 +4e - +2H 2 O=4OH - 。

考点梳理:

根据可圈可点权威老师分析，试题“”主要考查你对单质铁等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下：

◎ 单质铁的定义

铁元素：

      在元素周期表中的位置：铁的原子序数26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
      (1)物理性质：银白色、有金属光泽，密度较大，熔点较高，硬度较小，具有导电、导热、延展性，可被磁铁吸引。
      (2)化学性质：较活泼的金属，+2、+3价两种价态
      ①与强氧化剂反应(如：Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：
      注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
      ②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：
      ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)

开通会员

登录并加入会员可无限制查看知识点解析

类题推荐：

铁和铁的化合物

难度：

使用次数：83

更新时间：2009-02-11

加入组卷

某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数，实验按以下步骤