稀土（RE）包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國(guó)南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類(lèi)礦（含鐵、鋁等元素）中提取稀土的工藝如圖：
已知：月桂酸（C11H23COOH）熔點(diǎn)為44℃；月桂酸和（C11H23COO）3RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持+3價(jià)不變；（C11H23COO）2Mg的Ksp=1.8×10-8；Al（OH）3開(kāi)始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見(jiàn)下表。
| 離子 | Mg2+ | Fe3+ | Al3+ | RE3+ |
| 開(kāi)始沉淀時(shí)的pH | 8.8 | 1.5 | 3.6 | 6.2～7.4 |
| 沉淀完全時(shí)的pH | / | 3.2 | 4.7 | / |
Fe2+
Fe2+
。（2）“過(guò)濾1”前，用NaOH溶液調(diào)pH至
4.7≤pH＜6.2
4.7≤pH＜6.2
的范圍內(nèi)，該過(guò)程中Al3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 Al3++3OH-=Al（OH）3↓
Al3++3OH-=Al（OH）3↓
。（3）“過(guò)濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到Mg元素，濾液2中Mg2+濃度為2.7g?L-1。為盡可能多地提取RE3+，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確保“過(guò)濾2”前的溶液中c（C11H23COO-）低于
4.0×10-4
4.0×10-4
mol?L-1（保留兩位有效數(shù)字）。（4）①“加熱攪拌”有利于加快RE3+溶出、提高產(chǎn)率，其原因是
可加快反應(yīng)速率
可加快反應(yīng)速率
。②“操作X”的過(guò)程為：先
冷卻結(jié)晶
冷卻結(jié)晶
，再固液分離。（5）該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有
MgSO4
MgSO4
（寫(xiě)化學(xué)式）。（6）稀土元素釔（Y）可用于制備高活性的合金類(lèi)催化劑Pt3Y。
①還原YCl3和PtCl4熔融鹽制備Pt3Y時(shí)，生成1molPt3Y轉(zhuǎn)移
15
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mol電子。②Pt3Y/C用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化O2的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
。【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】Fe2+；4.7≤pH＜6.2；Al3++3OH-=Al（OH）3↓；4.0×10-4；可加快反應(yīng)速率；冷卻結(jié)晶；MgSO4；15；O2+4e-+2H2O=4OH-
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：634引用：4難度：0.3
相似題
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1．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3形式存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應(yīng)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原，應(yīng)選擇（填字母編號(hào)）。
A．KMnO4溶液 B．K3[Fe（CN）6]溶液 C．KSCN溶液
（3）第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，消耗FeCO3的離子方程式為；然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2，此時(shí)Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為。該納米材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是。
（5）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程，第III步應(yīng)加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.5 -
2．正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖：
實(shí)驗(yàn)步驟：
Ⅰ.在三頸燒瓶中，加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石，按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處，小心開(kāi)啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸，回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合，充分搖振靜置分層后棄去水層，粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌，然后用1g無(wú)水氯化鈣干燥。過(guò)濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中，蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）儀器B的名稱(chēng)為。
（2）分水器使用前（填“需要”或“不需要”）檢漏，步驟Ⅰ中的X的范圍為（填序號(hào)）。
A.0～1
B.1～2
C.2～3
（3）已知正丁醚難溶于水，正丁醇微溶于水，易溶于醚，分水器在本實(shí)驗(yàn)中的可能作用是（填序號(hào)）。
A.移走生成物水，同時(shí)讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶，提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分水器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，當(dāng)分水器全部被水充滿時(shí)，停止反應(yīng)
（4）簡(jiǎn)述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法：。
（5）本實(shí)驗(yàn)粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH，用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇，能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌？（填“能”或“不能”），理由是。
（6）最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為%（保留兩位小數(shù)）。發(fā)布：2024/12/24 8:0:2組卷：3引用：1難度：0.5 -
3．四溴化鈦（TiBr4）可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑，常溫下為橙黃色固體，熔點(diǎn)：38.3℃，沸點(diǎn)233.5℃，具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來(lái)制備TiBr4，裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ?。?br />高溫
發(fā)布：2024/12/22 11:0:4組卷：47引用：4難度：0.5
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