稀土元素是周期表中Ⅲ B族鈧、釔和鑭系元素的總稱,它們都是很活潑的金屬,性質(zhì)極為相似,常見化合價(jià)為+3。其中釔(Y)元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的釔礦石( Y2FeBe2Si2O10),以此礦石為原料生產(chǎn)氧化釔(Y2O3)的主要流程如下:

已知:I.有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表:

 
開始沉淀時(shí)的pH
完全沉淀時(shí)的pH
Fe3+
2.7
3.7
Y3+
6.0
8.2
 
Ⅱ.在周期表中,鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對(duì)角線位置,化學(xué)性質(zhì)相似。
(1)釔礦石(Y2 FeBe2Si2O10)的組成用氧化物的形式可表示為              。
(2)欲從Na2 SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。則
①最好選用鹽酸和下列選項(xiàng)中的       試劑(填字母代號(hào)),
a.NaOH溶液    b.氨水    c.CO2氣    d.HNO3
再通過     操作方可實(shí)現(xiàn)(填實(shí)驗(yàn)操作名稱)。
②寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:                         
(3)為使Fe3+沉淀完全,須用氨水調(diào)節(jié)pH =a,則a應(yīng)控制在                  
的范圍內(nèi);繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié)pH =b發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                       ,溶液中Fe3+完全沉淀的判定標(biāo)準(zhǔn)是                          。

(1)Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2  (2分)
(2)①b(2分),過濾   (1分)  ②BeO22-+4H+=Be2++2H2O(2分)
(3)3.7<a<6.0 (2分)   Y3++3NH3·H2O=Y(OH)3↓+3NH4+(2分)
當(dāng)溶液中c(Fe3+)<10-5mol/L時(shí),則可判定Fe3+完全沉淀(1分)

解析試題分析:(1)依據(jù)元素化合價(jià)和原子守恒書寫元素的氧化物組成,所以釔礦石(Y2 FeBe2Si2O10)的組成用氧化物的形式可表示為Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2 
(2)①周期表中,鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對(duì)角線位置,化學(xué)性質(zhì)相似,Be(OH)2與Al(OH)3相似,具有兩性,加過量的鹽酸,硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀,Na2BeO2的反應(yīng)生成氯化鈹溶液,再加入過量氨水沉淀鈹離子,故答案為:b;分離難溶的固體與溶液的操作為過濾。
②Na2BeO2與足量鹽酸生成BeCl2、NaCl和H2O,所以離子方程式為:BeO22-+4H+=Be2++2H2O
(3)三價(jià)鐵離子開始沉淀到沉淀完全的PH范圍為:2.7-3.7;釔離子開始沉淀和沉淀完全的PH為:6.0-8.2,所以使Fe3+沉淀完全,須用氨水調(diào)節(jié)pH=a的范圍為:3.7<a<6.0;繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié)pH=b發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Y3++3NH3?H2O=Y(OH)3↓+3NH4+;當(dāng)離子濃度<10-5mol/L時(shí),則可說明離子已沉淀完全,所以當(dāng)溶液中c(Fe3+)<10-5mol/L時(shí),則可判定Fe3+完全沉淀。
考點(diǎn):本題考查物質(zhì)組成的表達(dá)式、基本操作和試劑的選擇、離子方程式的書寫、物質(zhì)分離試驗(yàn)方法設(shè)計(jì),離子分離和離子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

為了回收利用鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2,工業(yè)上采用軟錳礦(主要成分MnO2)脫硫同時(shí)制取硫酸錳技術(shù),其流程示意圖如下:

已知:浸出液的pH接近4,其中的金屬離子主要是Mn2,還含有少量的Fe2。完成下列填空。
(1)寫出浸出過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:                                    。
(2)浸出過程的副反應(yīng)之一是部分SO2被氧化為硫酸,致使浸出液的pH下降,這將   (“有利”、“不利”)于軟錳礦漿繼續(xù)吸收SO2。欲消除生成的硫酸,試劑A最好是        。
a.MnCO3         b.MnO2           c.CaO            d.CaCO3
(3)操作I的目的是除去浸出液中的Fe2,MnO2在氧化Fe2的同時(shí)還             ,使Fe3沉淀。檢驗(yàn)過濾后溶液中是否含有Fe3+的操作是                  。
(4)已知大于27℃時(shí),MnSO4·H2O溶解度隨溫度上升而明顯下降,則操作II的過程為:           、            、洗滌、干燥。工業(yè)上為了充分利用錳元素,在流程中               可循環(huán)使用。
(5)通過煅燒MnSO4·H2O 可制得生產(chǎn)軟磁鐵氧體材料的MnxO4,如圖是煅燒MnSO4·H2O時(shí)溫度與剩余固體質(zhì)量變化曲線。該曲線中A段所表示物質(zhì)的化學(xué)式為      ;MnxO4中x=           。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含 Fe3+、Fe2+和Mn2+等離子。以鹵塊為原料可制得輕質(zhì)氧化鎂,工藝流程如下圖:

已知:Fe2+氫氧化物呈絮狀,不易從溶液中除去,所以常將它氧化為Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì),請(qǐng)根據(jù)表1表2提供的資料,填寫空白:  
表1  生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)
開始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
Mg(OH)2
9.6
11.1
 
表2  化學(xué)試劑價(jià)格表
試劑
價(jià)格(元/噸)
漂液(含NaClO,25.2%)
450
雙氧水(含H2O2 ,30%)
2400
燒堿(含98% NaOH)
2100
純堿(含99.5% Na2CO3
600
 
(1)在步驟②中加入漂液而不是雙氧水其原因是                                         。
寫出加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                                                        
(2)在步驟③中控制pH=9.8,其目的是                                                       。
(3)沉淀物A的成分為             ,試劑Z應(yīng)該是              。
(4)在步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                                      。
(5)若在實(shí)驗(yàn)室中完成步驟⑥,則沉淀物必需在          (填儀器名稱)中灼燒。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

高鐵酸鉀(K2FeO4)是新型多功能水處理劑,堿性條件下性質(zhì)穩(wěn)定,其生產(chǎn)過程如下:

請(qǐng)回答下列問題
(1)氯堿工業(yè)制Cl2的化學(xué)反應(yīng)方程式                                  ;
(2)生成“反應(yīng)液Ⅱ”的離子方程式是      ;(3)使用堿性KClO的原因是    
(4)從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后 ,副產(chǎn)品是KCl和      (填化學(xué)式),該混合物可用         方法分離提純(填字母序號(hào));

A.過濾 B.分液 C.蒸餾 D.重結(jié)晶 
(5)工業(yè)生產(chǎn)3.96t K2FeO4,理論上消耗Cl2的物質(zhì)的量為______mol。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

紅礬鈉(重鉻酸鈉:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工業(yè)、電鍍工業(yè)和皮革工業(yè)中做輔助劑,在化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)中也可做氧化劑,應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。實(shí)驗(yàn)室中紅礬鈉可用一種鉻鐵礦(主要成分:FeO·Cr2O3,還含有少量的Al2O3)通過以下過程來制取。

回答下列問題:
(1)步驟Ⅰ中反應(yīng)化學(xué)方程式為4FeO2·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g)=8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g)。
①在實(shí)驗(yàn)室,步驟Ⅰ應(yīng)在________(填“陶瓷”或“鐵”)坩堝中完成。
②在常溫下該反應(yīng)速率極慢,下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是________(填字母)。
A.將原料粉碎 B.增加純堿的用量 C.升高溫度
(2)步驟Ⅱ中NaOH的作用是________________________(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)。
(3)步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________;反應(yīng)完成的標(biāo)志是________。
(4)利用下面的復(fù)分解反應(yīng),將紅礬鈉與KCl固體按1?2物質(zhì)的量之比混合溶于水后經(jīng)適當(dāng)操作可得到K2Cr2O7晶體:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl(已知:溫度對(duì)氯化鈉的溶解度影響很小,對(duì)重鉻酸鉀的溶解度影響較大)
基本實(shí)驗(yàn)步驟為①溶解;②________;③________;④冷卻,結(jié)晶,再過濾得K2Cr2O7晶體。其中③應(yīng)在________(填“高溫”或“低溫”)條件下進(jìn)行。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌,亞氯酸鈉受熱易分解。以氯酸鈉(NaClO3)等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下:

(1)提高“反應(yīng)1”反應(yīng)速率的措施有         、       。(回答兩點(diǎn)即可)
(2)“反應(yīng)1” 的離子方程式是             。    
(3)“反應(yīng)2”的氧化劑是     ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為         。
(4)采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”,原因是         。
(5)某學(xué)習(xí)小組用碘量法測(cè)定粗產(chǎn)品中亞氯酸鈉的含量,實(shí)驗(yàn)如下:
A.準(zhǔn)確稱取所得亞氯酸鈉樣品mg于小燒杯中,加入適量蒸餾水和過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng),將所得混合液配成250mL待測(cè)溶液。(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-
B.移取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中,加幾滴淀粉溶液,用C mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),重復(fù)2次,測(cè)得平均值為V mL 。
(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為                。 
②該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為       (用含m、c、V的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

海洋是一個(gè)豐富的資源寶庫(kù),通過海水的綜合利用可獲得許多物質(zhì)供人類使用。
(1) 海水中鹽的開發(fā)利用:
Ⅰ.海水制鹽目前以鹽田法為主,建鹽田必須選在遠(yuǎn)離江河入?冢囡L(fēng)少雨,潮汐落差大且又平坦空曠的海灘。所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和_______池。
II.目前工業(yè)上采用比較先進(jìn)的離子交換膜電解槽法進(jìn)行氯堿工業(yè)生產(chǎn),在電解槽中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過,阻止陰離子和氣體通過,請(qǐng)說明氯堿生產(chǎn)中陽(yáng)離子交換膜的作用____________________________________________。(寫一點(diǎn)即可)
(2)電滲析法是近年來發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù),其原理如下圖所示。請(qǐng)回答后面的問題:

Ⅰ.海水不能直接通入到該裝置中,理由是_____________________________________________。
Ⅱ. B口排出的是________(填“淡水”或“濃水”)。
(3)用苦鹵(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等離子)可提取溴,其生產(chǎn)流程如下:

Ⅰ.若吸收塔中的溶液含BrO3,則吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為_____________
_________________________________________。
Ⅱ.通過①氯化已獲得含Br2的溶液,為何還需經(jīng)過吹出、吸收、酸化來重新獲得含Br2的溶液?_____________________________________________________________________。
Ⅲ.向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱,控制溫度在900C左右進(jìn)行蒸餾的原因是___________________________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氧化銅礦中含有主要雜質(zhì)為Fe2+和Al3+等,用其生產(chǎn)CuSO4·5H2O主要工藝流程如下圖。

(1)圖中加入氧化劑的目的是            ,結(jié)合下表回答除鐵步驟的最佳pH范圍為            。

(2)氧化劑若選用KMnO4,會(huì)降低產(chǎn)品的純度,其原因是       ,實(shí)際生產(chǎn)中NaClO作為最佳氧化劑,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為            。
(3)請(qǐng)?jiān)谙聢D中完善所缺步驟及所添加試劑的化學(xué)式?晒┻x擇的操作有:萃取、蒸發(fā)濃縮、過濾、洗滌、降溫結(jié)晶、蒸餾、分液。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

按圖所示實(shí)驗(yàn)過程填空:

(1)寫出上述反應(yīng)的離子方程式:
                                                                           
                                                                           ;
                                                                           。
(2)填空:a           b              c             d             

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