Question

“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)，它們是周期表中ⅢB族鈧、釔和鑭系一類元素的總稱，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)．
Ⅰ．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(duì)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、

 

（填字母）兩種試劑，再通過必要的操作即可實(shí)現(xiàn)．
a．NaOH溶液     b．氨水       c．CO₂氣      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⁺通過下列反應(yīng)形成Ce（OH）₄沉淀得以分離．完成反應(yīng)的離子方程式：

 

Ce³⁺+

 

H₂O₂+

 

H₂O→

 

Ce（OH）₄↓+

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ．（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，欲從Na₂SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be（OH）₂沉淀，所以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；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知調(diào)節(jié)PH時(shí)先生成Fe（OH）₃沉淀，然后生成Y（OH）₃沉淀；氨水與Y³⁺反應(yīng)生成Y（OH）₃沉淀；
（3）草酸釔隔絕空氣加熱生成Y₂O₃、CO和CO₂；
Ⅱ．（4）CeCl₃易發(fā)生水解，所以制備CeCl₃時(shí)要加NH₄Cl防止其水解；
（5）根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式．

解答：解：Ⅰ．（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，欲從Na₂SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be（OH）₂沉淀，所以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)表中數(shù)據(jù)可知調(diào)節(jié)PH時(shí)先生成Fe（OH）₃沉淀，然后生成Y（OH）₃沉淀，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；氨水與Y³⁺反應(yīng)生成Y（OH）₃沉淀，其反應(yīng)的離子方程式為：Y³⁺+3NH₃?H₂O=Y（OH）₃↓+3 NH₄⁺；
故答案為：Fe（OH）₃；Y³⁺+3NH₃?H₂O=Y（OH）₃↓+3 NH₄⁺；
（3）草酸釔隔絕空氣加熱生成Y₂O₃、CO和CO₂，其反應(yīng)方程為：Y₂（C₂O₄）₃

加熱  .

Y₂O₃+3CO↑+3CO₂↑；
故答案為：Y₂（C₂O₄）₃

加熱  .

Y₂O₃+3CO↑+3CO₂↑；
Ⅱ．（4）CeCl₃易發(fā)生水解，加熱CeCl₃?6H₂O和NH₄Cl固體混合物的方法來制備，由于H₄Cl受熱易分解，分解出HCl氣體，能抑制CeCl₃的水解；
故答案為：分解出HCl氣體，抑制CeCl₃的水解；
（5）根據(jù)電荷守恒可知缺項(xiàng)是H⁺，利用電子得失守恒、原子守恒配平方程式為：2Ce³⁺+H₂O₂+6H₂O═2Ce（OH）₄↓+6H⁺，
故答案為：2；1；6；2；6H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了工藝流程圖，試劑的選擇，化學(xué)方程式的配平，鹽類水解原理的應(yīng)用等，難度較大，在氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等是解題關(guān)鍵，注意審題．