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题型:综合题 题类:模拟题 难易度:普通

北京市大兴区2017-2018学年高考理综-化学一模考试试卷

金属钇(Y)具有重要的国防价值,但因过度开采已濒临枯竭。通过硫酸浸泡深海磷灰石矿,可以得到Y3+的浸出液:

表1  浸出液成分


Al3+

Fe3+

Ca2+

PO43-

Mg2+

Mn2+

Y3+

浓度/(mg•L-1)

7670

9460

550

640

5600

1500

70.2

(1)、浸出液可用有机溶剂(HR)进行萃取,实现Y3+的富集(已知:Y3+与Fe3+性质相似),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下萃取的结果如图1。

①用化学平衡原理解释,随pH增大,Y3+萃取率增大的原因

②结合图1解释,工业上萃取Y3+之前,应首先除去Fe3+的原因是

(2)、采用“中和沉淀法”和“磷酸法”可以除铁。                              

表2  Fe3+、Y3+去除率

终点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NaOH除Fe3+ , 去除率如表2所示。

①该实验条件下,Fe3+去除率比Y3+大的可能原因

磷酸法:将磷酸(H3PO4:三元弱酸)加入到浸出液中,再加入Na2CO3溶液,调pH为2.5,过滤除去磷酸铁沉淀(FePO4),滤液中剩余的Fe3+、Y3+浓度如表3。

表3  滤液中Fe3+、Y3+的浓度


Fe3+

Y3+

浓度/(mg•L-1)

508

68.9

② 配平“磷酸法”除铁过程中的离子方程式

Fe3+ +    +     =    FePO4↓+    CO2↑+   

③ 综合分析表1、表2、表3,工业上采用“磷酸法”除铁的原因

(3)、经“磷酸法”除铁后,用有机溶剂HR萃取Y3+ , 可通过(填操作)收集含Y3+的有机溶液。
(4)、综合分析以上材料,下列说法合理的是

a. 分析图1可知,pH在0.2~2.0范围内,有机溶剂中的Fe3+多于水溶液中的Fe3+

b. 表2中 Y3+损失率在20%左右的原因可能是生成的Fe(OH)3对Y3+的吸附

c. 表2中 pH在4.5~5.0范围内,Y3+损失率变大的可能原因:Y3+ + 3OH- = Y(OH)3

d. 有机溶剂萃取Y3+的优点是Ca2+、Mg2+、Mn2+等金属离子萃取率极低

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