Question

（11分）Ⅰ.“中東有石油，中國有稀土”。稀土金屬是我國戰(zhàn)略性資源，應(yīng)加以保護(hù)。稀土金屬是周期表中ⅢB族中鈧、釔和鑭系十七種元素的總稱，都是很活潑的金屬，性質(zhì)極為相似，常見化合價(jià)為+3價(jià)。釔（Y）元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。我國蘊(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：①有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表：

離子	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

 

②在周期表中，鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似。

（1）欲從Na₂SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be(OH)₂沉淀。則最好選用鹽酸和      （填字母）

兩種試劑，通過必要的操作即可實(shí)現(xiàn)。

A．NaOH溶液      B、氨水     C、CO₂     D、HNO₃

（2）流程圖中用氨水調(diào)節(jié)pH＝a時(shí)生成沉淀的化學(xué)式為               ，繼續(xù)加氨水調(diào)至pH＝b，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                                         。

（3）沉淀C為草酸釔，寫出草酸釔隔絕空氣加熱生成Y₂O₃的化學(xué)方程式：                         。

Ⅱ鑭系元素鈰（Ce）是地殼中含量最高的稀土元素，在加熱的條件下CeCl₃易發(fā)生水解。

（4）無水CeCl₃可用加熱CeCl₃·6H₂O和NH₄Cl固體混合物的方法來制備，其中NH₄Cl的作用是___

                                                                        。

（5）在某強(qiáng)酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，調(diào)節(jié)pH≈3，Ce³⁺通過反應(yīng)形成Ce(OH)₄沉淀得以分離，  寫出反應(yīng)的離子方程式                                                             。

 

Answer 1

【答案】

（11分）（1）B （1分）

（2）Fe(OH)₃  （1分）、Y³⁺+3NH₃·H₂O＝Y(jié)(OH)₃↓+3NH₄⁺  （2分）

（3）Y₂(C₂O₄)₃Y₂O₃+3CO₂ ↑+ 3CO↑  （3分)

（4）NH₄Cl固體受熱分解產(chǎn)生HCl，抑制CeCl₃水解（2分）

（5）2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O＝2Ce(OH)₄↓+ 6H⁺  （2分）

【解析】

試題分析：（1）周期表中，鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似。欲從Na₂SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be(OH)₂沉淀，則根據(jù)Na₂BeO₂的性質(zhì)和NaAlO₂類比推斷；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。

    （2）根據(jù)流程圖可知，沉淀物A應(yīng)該是氫氧化鐵，所以流程圖中用氨水調(diào)節(jié)pH＝a時(shí)生成沉淀的化學(xué)式為Fe(OH)₃ ；根據(jù)有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH可知，繼續(xù)加氨水調(diào)至pH＝b，此時(shí)生成分沉淀應(yīng)該是Y(OH)₃，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Y³⁺+3NH₃·H₂O＝Y(jié)(OH)₃↓+3NH₄⁺。

（3）沉淀C為草酸釔，根據(jù)原子守恒可知，草酸釔隔絕空氣加熱生成Y₂O₃的同時(shí)，還有CO和CO₂生成，所以分解的化學(xué)方程式為Y₂(C₂O₄)₃Y₂O₃+3CO₂↑+ 3CO↑。

（4）在加熱的條件下CeCl₃易發(fā)生水解生成氯化氫和Ce(OH)₃，因此在加熱時(shí)必須防止其水解。由于NH₄Cl固體受熱分解產(chǎn)生HCl，HCl可以抑制CeCl₃水解。

（5）H₂O₂具有強(qiáng)氧化性，在溶液中通過調(diào)節(jié)pH≈3，可以將Ce³⁺氧化形成Ce(OH)₄沉淀，其中Ce元素的化合價(jià)從＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子。雙氧水中氧元素的化合價(jià)從－1價(jià)降低到－2價(jià)，則根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O＝2Ce(OH)₄↓+6H⁺。

考點(diǎn)：考查元素化合物性質(zhì)的類比推斷，物質(zhì)分離，水解應(yīng)用以及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫等