Question

鑭是重要的稀土元素，應用非常廣泛，如應用于壓電材料、催化劑等領域．

已知：①鑭是較活潑金屬，在空氣中易被氧化；②氫氧化鑭是難溶于水的弱堿；

金屬	熔點（℃）	沸點（℃）
鈣	841	1487
鑭	920	3470

（1）操作1、3是相同操作，其名稱是

 

．
（2）操作2中要在HCl氣體的氛圍內加熱的原因是

 

．
（3）電解制鑭的尾氣要用堿液吸收，請寫出反應的離子方程式

 

．
（4）真空、高溫過程中的反應方程式為

 

．
（5）粗鑭精制過程中溫度控制范圍

 

．
（6）重熔蒸餾制得的鑭中仍然混有及少量的鈣．某批次產品69.709g，經分析含鈣A0.209g，該產品的等級為

 

（化工產品等級標準：優(yōu)級純≥99.8%，分析純≥99.7%，化學純≥99.5%）．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）分離難溶性固體和溶液采用過濾的方法；
（2）LaCl₃屬于強酸弱堿鹽，La ³⁺易水解而使溶液呈酸性；
（3）電解制鑭的尾氣中含有Cl₂，氯氣能和NaOH溶液反應生成無毒物質；
（4）真空、高溫條件下，Ca和LaF₃發(fā)生置換反應生成La；
（5）Ca在大于1487℃時為氣體，而La在大于3470℃才能變?yōu)闅怏w；
（6）根據La的質量分數確定產品等級．

解答： 解：（1）分離難溶性固體和溶液采用過濾的方法，操作1、3是分離難溶性固體和溶液，所以采用過濾的方法分離，故答案為：過濾；
（2）LaCl₃屬于強酸弱堿鹽，La ³⁺易水解而使溶液呈酸性，為了防止La ³⁺水解操作2中要在HCl氣體的氛圍內加熱，故答案為：防止LaCl₃水解；
（3）電解制鑭的尾氣中含有Cl₂，氯氣有毒不能直接排空，氯氣能和NaOH溶液反應生成無毒物質，離子反應方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）真空、高溫條件下，Ca和LaF₃發(fā)生置換反應生成La和CaF₂，反應方程式為3Ca+2LaF₃

真空  .

高溫

3CaF₂+2La，故答案為：3Ca+2LaF₃

真空  .

高溫

3CaF₂+2La；
（5）Ca在大于1487℃時為氣體，而La在大于920℃小于3470℃為液體，所以要分離兩種物質，需要將Ca轉化為氣態(tài)、La轉化為液態(tài)，則控制溫度為1487～3470℃，
故答案為：1487～3470℃；
（6）該產品中La的質量分數=

69.709g-0.209g

69.709g

×100%=99.7%，所以該產品為分析純，故答案為：分析純．

點評：本題考查混合物的分離和提純，涉及物質的分離、質量分數的計算、置換反應等知識點，側重考查分析問題、解答問題能力，明確物質的性質是解本題關鍵，知道常見物質分離方法，題目難度不大．