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釔、鈧和鑭係一起稱為稀土元素，稀土元素堪稱“工業味精”，對工業和國防有著十分重要的作用．獨居石是稀土元素的常見礦物，下圖是由獨居石（主要成分是釷和鑭係元素的磷酸鹽）提取鑭係元素（以Ln表示）的生產工藝流程：（1）獨居石中鑭係元素主要以LnPO4的形式存在，試寫出LnPO4與濃H2SO4反應的化學方程式：______；寫出Ln2（HPO4）3的溶解平衡表達式：______．（2）可選用精密pH試紙測定pH，控製沉澱的分步沉澱，其pH試紙使用的操作過程是：______．（3）若在實驗室中洗滌所得的Ln2（HPO4）3沉澱的方法是：______；怎樣證明Ln2（HPO4）3沉澱洗滌已經幹淨，其操作是：______．（4）若直接加熱LnCl3?6H2O，生成的是LnOCl寫出相應反應的化學方程式：LnCl3?6H2O  △  . LnOCl+2HCl+5H2OLnCl3?6H2O  △  . LnOCl+2HCl+5H2O；用電解法製取稀土金屬Ln時，需要無水氯化物，在幹燥的HCl氣流中加熱LnCl3?6H2O，能得到無水LnCl3，其原因是______．

匿名用戶 | 2017-05-23 03:29

全部答案

（共1個回答）
  • 獨居石（主要成分是釷和鑭係元素的磷酸鹽）與濃硫酸反應生成Ln2（SO4）3和磷酸，過濾出不溶物後第一次用稀氨水中和，然後過濾出含有鈧元素的濾渣並得到含有Ln的濾液，再次過濾得到濾渣Ln2（HPO4）3，經過第一步轉化Ln2（HPO4）3轉化成LnCl3?6H2O，在幹燥的HCl氣流中加熱LnCl3?6H2O，能得到無水LnCl3，電解LnCl3得到Ln，
    （1）LnPO4與濃H2SO4反應生成Ln2（SO4）3和磷酸，反應的化學方程式為：2LnPO4+3H2SO4=Ln2（SO4）3+2H3PO4；
    Ln2（HPO4）3與Ln3+、HPO42-之間存在沉澱轉化平衡，Ln2（HPO4）3的溶解平衡表達式為：Ln2（HPO4）3（s）?2Ln3+（aq）+3HPO42-（aq），
    故答案為：2LnPO4+3H2SO4=Ln2（SO4）3+2H3PO4（或3LnPO4+3H2SO4=Ln2（SO4）3+Ln（H2PO4）3）；Ln2（HPO4）3（s）?2Ln3+（aq）+3HPO42-（aq）；
    （2）pH試紙使用的操作方法為：取一小塊試紙放在表麵皿（玻璃片）上，用沾有待測液的玻璃棒（膠頭滴管）點於試紙的中部，半分鍾後與標準比色卡比較，確定溶液的pH值，
    故答案為：取一小塊試紙放在表麵皿（玻璃片）上，用沾有待測液的玻璃棒（膠頭滴管）點於試紙的中部，半分鍾後與標準比色卡比較，確定溶液的pH值；
    （3）在實驗室中洗滌所得的Ln2（HPO4）3沉澱的方法為：將沉澱置於放置在新製過濾器中，注入蒸餾水至浸沒沉澱，待液體濾幹，再重複兩到三次；
    若最後一次的洗滌液中不含硫酸根離子，則已經洗滌幹淨，操作方法為：取最後一次洗滌浸出液，加入BaCl2溶液，若有白色沉澱生成，則說明未洗滌幹淨，若無白色沉澱則說明已洗滌幹淨，
    故答案為：將沉澱置於放置在新製過濾器中，注入蒸餾水至浸沒沉澱，待液體濾幹，再重複兩到三次；取最後一次洗滌浸出液，加入BaCl2溶液，若有白色沉澱生成，則說明未洗滌幹淨，若無白色沉澱則說明已洗滌幹淨；
    （4）由於氯化氫具有揮發性，若直接加熱LnCl3?6H2O，生成的是LnOCl，反應的化學方程式為：LnCl3?6H2O
      △  
    .
     
    LnOCl+2HCl+5H2O；
    由於在幹燥的HCl氣流中，抑製了LnCl3的水解，且帶走LnCl3?6H2O受熱產生的水氣，故能得到無水LnCl3，
    故答案為：LnCl3?6H2O
      △  
    .
     
    LnOCl+2HCl+5H2O；在幹燥的HCl氣流中，抑製了LnCl3的水解，且帶走LnCl3?6H2O受熱產生的水氣，故能得到無水LnCl3．
    匿名用戶 | 2017-05-23 03:29

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