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【题目】钇的常见化合价为+3价,我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。

已知:①该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表:

离子

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Fe3+

2.1

3.1

Y3+

6.0

8.2

②在元素周期表中,铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。

请回答下列问题:

(1)写出Na2SiO3的一种用途________________________。

(2)欲从Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。

①最好选用盐酸和________两种试剂,再通过必要的操作即可实现。

A.NaOH溶液     B.氨水        C.CO2        D.HNO3

②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式_______________________________________________。

(3)为使Fe3+沉淀完全,用氨水调节pH=a时,a应控制在_________范围内;继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为___________________________________________;

检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是_________________________________________。

(4)煅烧草酸钇时发生分解反应,其固体产物为氧化钇,气体产物能使澄清石灰水变浑浊。写出草酸钇[Y2(C2O4)3·nH2O]煅烧的化学方程式_____________________________________。

【答案】工业黏合剂、制备硅胶、木材防火剂等 B BeO22-+4H+===Be2++2H2O 3.1~6.0 Y3++3NH3·H2O===Y(OH)3↓+3NH4+ 取少量滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,若不变血红色,则说明Fe3+完全沉淀,反之则未完全沉淀 Y2(C2O4)3·nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O

【解析】

钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),加入氢氧化钠共熔后水溶过滤得到Na2SiO3、Na2BeO2溶液,沉淀为Y(OH)3和Fe2O3,加入稀盐酸溶解后加入氨水调节溶液pH在3.7<a<6.0范围沉淀铁离子,沉淀A为Y(OH)3;继续加入氨水调节溶液pH在8.2以上加入草酸得到Y2(C2O4)3,过滤、水洗、煅烧得到Y2O3粉末,由铍元素和铝元素化学性质相似入手,可分析制得Be(OH)2沉淀的试剂及方程式,结合题干信息推测相应生成物,进而写出相应方程式。

(1)Na2SiO3水溶液俗称水玻璃;

(2)①周期表中,铍、铝化学性质相似,根据NaAlO2类比推断;

②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍、氯化钠和水;

(3)目的为使Fe3+沉淀完全,而不影响Y3+;

(4)煅烧草酸钇时发生分解反应,其固体产物为氧化钇,气体产物能使澄清石灰水变浑浊,说明有CO2气体产生。

(1)Na2SiO3水溶液俗称水玻璃,常用于工业黏合剂、制备硅胶、木材防火剂等;

(2)①周期表中,铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似,欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀,根据Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断;加过量的盐酸,硅酸钠反应生成硅酸沉淀,Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液,再加入过量氨水沉淀铍离子,故选B;

②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍、氯化钠和水,反应的离子方程式为BeO22-+4H+===Be2++2H2O;

(3)三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的pH范围为2.1~3.1;钇离子开始沉淀和沉淀完全的pH为6.0~8.2;所以使Fe3+沉淀完全,须用氨水调节pH=a,3.1<a<6.0;继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为Y3++3NH3·H2O===Y(OH)3↓+3NH4+;

(4)煅烧草酸钇时发生分解反应,其固体产物为氧化钇,气体产物能使澄清石灰水变浑浊,说明有CO2气体产生,草酸钇[Y2(C2O4)3·nH2O]煅烧的化学方程式为Y2(C2O4)3·nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O。

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③将NaOH溶液倒入小烧杯中,混合均匀,测得混合液最高温度。

回答下列问题:

(1)写出该反应的热化学方程式(已知生成lmol液态水的反应热为-57.3kJ/mol)______________________。

(2)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和 1L1mol/L盐酸恰好完全反应,其反应热分别为H1、H2、H3,则H1、H2、H3的大小关系为________________________。

(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃),为了计算中和热,某学生实验记录数据如表:

实验序号

起始温度

终止温度

盐酸

氢氧化钠溶液

混合溶液

1

20.0

20.2

23.2

2

20.2

20.4

23.4

3

20.4

20.6

23.6

4

20.1

20.3

26.9

依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热H_____(结果保留一位小数)。

(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量__________ (填“相等、不相等”),所求中和热__________(填“相等、不相等”)。

(5)利用简易量热计测量室温下盐酸与氢氧化钠溶液中和反应的反应热,下列措施不能提高实验精度的是(_______)

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