【題目】金屬釔(Y)具有重要的國(guó)防價(jià)值,但因過(guò)度開(kāi)采已瀕臨枯竭。通過(guò)硫酸浸泡深海磷灰石礦,可以得到Y3+的浸出液:

1 浸出液成分

Al3+

Fe3+

Ca2+

PO43-

Mg2+

Mn2+

Y3+

濃度/(mgL-1)

7670

9460

550

640

5600

1500

70.2

(1)浸出液可用有機(jī)溶劑(HR)進(jìn)行萃取,實(shí)現(xiàn)Y3+的富集(已知:Y3+Fe3+性質(zhì)相似),原理如下:Fe3+ + 3HR FeR3 + 3H+ Y3+ + 3HR YR3 + 3H+ (已知:FeR3、YR3均易溶于HR)

浸出液在不同pH下萃取的結(jié)果如圖1。

①用化學(xué)平衡原理解釋?zhuān)SpH增大,Y3+萃取率增大的原因________

②結(jié)合圖1解釋?zhuān)I(yè)上萃取Y3+之前,應(yīng)首先除去Fe3+的原因是________。

(2)采用中和沉淀法磷酸法可以除鐵。

2 Fe3+、Y3+去除率

終點(diǎn)pH

去除率/%

Fe3+

Y3+

3.0

87.84

19.86

3.5

92.33

23.63

4.5

99.99

44.52

5.0

99.99

89.04

中和沉淀法:向浸出液中加入NaOHFe3+,去除率如表2所示。

①該實(shí)驗(yàn)條件下,Fe3+去除率比Y3+大的可能原因________。

磷酸法:將磷酸(H3PO4:三元弱酸)加入到浸出液中,再加入Na2CO3溶液,調(diào)pH2.5,過(guò)濾除去磷酸鐵沉淀(FePO4),濾液中剩余的Fe3+、Y3+濃度如表3。

3 濾液中Fe3+、Y3+的濃度

Fe3+

Y3+

濃度/(mgL-1)

508

68.9

配平磷酸法除鐵過(guò)程中的離子方程式

Fe3+ + + = FePO4↓+ CO2↑+ ,___________________

綜合分析表1、表2、表3,工業(yè)上采用磷酸法除鐵的原因________

(3)經(jīng)磷酸法除鐵后,用有機(jī)溶劑HR萃取Y3+,可通過(guò)________(填操作)收集含Y3+的有機(jī)溶液。

(4)綜合分析以上材料,下列說(shuō)法合理的是________。

a. 分析1可知,pH0.2~2.0范圍內(nèi),有機(jī)溶劑中的Fe3+多于水溶液中的Fe3+

b. 2 Y3+損失率在20%左右的原因可能是生成的Fe(OH)3對(duì)Y3+的吸附

c. 2 pH4.5~5.0范圍內(nèi),Y3+損失率變大的可能原因:Y3+ + 3OH- = Y(OH)3

d. 有機(jī)溶劑萃取Y3+的優(yōu)點(diǎn)是Ca2+、Mg2+、Mn2+等金屬離子萃取率極低

【答案】 Y3+在溶液中存在平衡:Y3++3HRYR3+3H+,pH增大,c(H+) 減。ɑc(OH-)增大,平衡右移,Y3+萃取率提高 Fe3+Y3+萃取存在競(jìng)爭(zhēng)性,Fe3+對(duì)Y3+萃取干擾較大 KSP[Fe(OH) 3]小于KSP[Y(OH) 3]Fe(OH) 3的溶解度小于Y(OH) 3c(Fe 3+)遠(yuǎn)大于c(Y3+ 2Fe 3++2 H3PO4+ 3CO32-= 2FePO4↓+ 3CO 2↑+3H2O 磷酸法除鐵率較高同時(shí)Y3+損失率較小 分液 bcd

【解析】考查化學(xué)反應(yīng)原理的綜合運(yùn)用,(1)①Y3+的溶液中存在:Y3++3HRYR3+3H+,pH增大,c(H)減小,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),Y3+的轉(zhuǎn)化率增大,即Y3+萃取率提高;②根據(jù)Fe3+ + 3HR FeR3 + 3H+,Y3+ + 3HR YR3 + 3H+ ,F(xiàn)e3+Y3+萃取存在競(jìng)爭(zhēng)性,Fe3+對(duì)Y3+萃取干擾較大,因此萃取Y3之前,應(yīng)除去Fe3,防止對(duì)Y3萃取產(chǎn)生干擾;(2)①表2采用的是中和沉淀法,通過(guò)條件pH,F(xiàn)e3去除率高,其原因可能是KSO[Fe(OH)3]<Ksp[Y(OH)3],或者Fe(OH)3的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Y(OH)3溶解度;②根據(jù)原理,加入的物質(zhì)Fe3、H3PO4、Na2CO3,生成了FePO4CO2,沒(méi)有化合價(jià)的變化,因此離子反應(yīng)是Fe3+H3PO4+CO32→FePO4↓+CO2↑,H3PO4H轉(zhuǎn)化成H2O,F(xiàn)e3+H3PO4+CO32→FePO4↓+CO2↑+H2O,根據(jù)電荷守恒和原子守恒進(jìn)行配平,即2Fe 3++2 H3PO4+ 3CO32= 2FePO4↓+ 3CO 2↑+3H2O;③根據(jù)表1、2、3中的數(shù)據(jù),得出磷酸法除鐵率較高同時(shí)Y3+損失率較;(3)有機(jī)溶劑為萃取劑,不溶于水,因此采用分液方法進(jìn)行分離;(4)a、根據(jù)Fe3+ + 3HR FeR3 + 3H+,pH越大,Fe3萃取率提高,但有機(jī)溶劑中不含有Fe3而是FeR3,pH0.2~2.0范圍內(nèi),有機(jī)溶劑中的Fe3小于水溶液中的Fe3 ,故a錯(cuò)誤;b、2 Y3損失率在20%左右的原因可能是生成的Fe(OH)3對(duì)Y3的吸附,氫氧化鐵表面積大,能夠吸附微粒,故b正確;c、2 pH4.5~5.0范圍內(nèi),Y3+損失率變大的可能原因:Y3+ + 3OH- = Y(OH)3↓,故c正確;d、有機(jī)溶劑萃取Y3+的優(yōu)點(diǎn)是Ca2+、Mg2+、Mn2+等金屬離子萃取率極低,故d正確。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)是世界文明古國(guó)商周時(shí)期就制造出了四羊方尊、司母戊鼎等精美青銅器。青銅的主要成分是Cu還含有少量第ⅣA族的SnPb;卮鹣铝袉(wèn)題

1基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布圖是___________________,基態(tài)Sn原子的未成對(duì)電子數(shù)是Cu__________,Pb位于周期表的______________區(qū)。

2CuSO4溶液中加入過(guò)量的氨水再加少許乙醇可以析出美麗的藍(lán)色晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O。

①SO42-S的雜化方式是___________,晶體所含非金屬中電負(fù)性最小是__________________。

請(qǐng)表示出[Cu(NH3)4]2+離子中的全部配位鍵____________,1mol[Cu(NH3)4]2+中含有_____molσ鍵。

水分子的鍵角為1050,小于NH3分子鍵角1070,產(chǎn)生此差異的原因是_______________。

3銅晶胞模型如圖所示,Cu晶胞的棱長(zhǎng)為bpm,1個(gè)銅晶胞中Cu原子的質(zhì)量是____g1個(gè)銅晶胞中Cu原子占據(jù)的體積為______________pm3。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng) X+Y2Z 影響的示意圖.下列敘述正確的是( 。
A.上述可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.X、Y、Z 均為氣態(tài)
C.X 和 Y 中只有一種是氣態(tài),Z 為氣態(tài)
D.上述反應(yīng)的正反應(yīng)的△S<0

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溫度時(shí),BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線(xiàn)如圖所示.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a點(diǎn)變到c點(diǎn)
B.通過(guò)蒸發(fā)可以使溶液由d點(diǎn)變到c點(diǎn)
C.b、d點(diǎn)都是不能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在的點(diǎn)
D.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】利用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是

選項(xiàng)

③中現(xiàn)象

結(jié)論

裝置圖

A

濃硝酸

Cu

淀粉-KI溶液變藍(lán)

NO2為氧化性氣體

B

稀硫酸

Na2SO3

品紅溶液褪色

Na2SO3未變質(zhì)

C

濃鹽酸

MnO2

FeBr2溶液變?yōu)辄S色

氧化性:Cl2>Br2

D

濃氨水

NaOH

濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)

NH3為堿性氣體

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】a.某有機(jī)物A化學(xué)式為CxHyOz,15 gA完全燃燒生成22 gCO29 gH2O。試確定:

(1)該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式______________;

(2)若A的相對(duì)分子質(zhì)量為60且和Na2CO3混合有氣體放出,A和醇能發(fā)生酯化反應(yīng),則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 _______________

(3)若A的相對(duì)分子質(zhì)量為60且是易揮發(fā)有水果香味的液體,能發(fā)生水解反應(yīng),則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________;

(4)若A分子結(jié)構(gòu)中含有6個(gè)碳原子,具有多元醇和醛的性質(zhì),則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。

b.有機(jī)物A、B、C、D在一定條件下有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系:

請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:

(1)寫(xiě)出B的分子式:____________________。

(2)分別寫(xiě)出反應(yīng)的反應(yīng)方程式______________的反應(yīng)方程式________________________

(3)③的反應(yīng)類(lèi)型為___________________________。

(4)兩分子D在濃硫酸存在的條件下加熱可以發(fā)生自身的酯化反應(yīng)生成EF,且E的相對(duì)分子質(zhì)量比F的小,則EF的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為___________________、_________________。

(5)下列關(guān)于有機(jī)物A的說(shuō)法正確的有__________________(填序號(hào))。

a.含有氫氧根離子,具有堿性

b.能發(fā)生加聚反應(yīng)

c.能使溴水褪色

d.在一定條件下能與冰醋酸反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置.實(shí)驗(yàn)時(shí),先斷開(kāi)K2 , 閉合K1 , 兩極均有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,斷開(kāi)K1 , 閉合K2 , 發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),下列有關(guān)描述正確的是( 。
A.斷開(kāi)K2 , 閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H++2Cl Cl2↑+H2
B.斷開(kāi)K2 , 閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅
C.斷開(kāi)K1 , 閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)為:Cl2+2e=2Cl
D.斷開(kāi)K1 , 閉合K2時(shí),石墨電極作正極

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是( )

A. 圖一表示反應(yīng):mA(s)+nB(g)pC(g) △H>O,在一定溫度下,平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)(B%)與壓強(qiáng)變化的關(guān)系如圖所示,反應(yīng)速率x點(diǎn)比y點(diǎn)時(shí)的慢.

B. 圖二是可逆反應(yīng):A(g)+B(s)C(s)+D(g) △H>O的速率時(shí)間圖像,在t1時(shí)刻改變條件一定是加入催化劑。

C. 圖三表示對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),A的百分含量與溫度(T)的變化情況,則該反應(yīng)的ΔH>0。

D. 圖四所示圖中的陰影部分面積的含義是(v-v)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列各組離子在選項(xiàng)條件下一定能大量共存的是(

A.無(wú)色溶液:Na+Cu2+、Cl、NO3-

B.酸性溶液:NH4+Fe3+、HCO3、SO42-

C.遇酚酞變紅的溶液:Na+K+、SO42-NO3-

D.堿性溶液:K+、Al3+SO42-、NO3-

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