Question

鑭是重要的稀土元素，應(yīng)用非常廣泛，如應(yīng)用于壓電材料、催化劑等領(lǐng)域．

已知：①鑭是較活潑金屬，在空氣中易被氧化；②氫氧化鑭是難溶于水的弱堿；

金屬	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）
鈣	841	1487
鑭	920	3470

（1）操作1、3是相同操作，其名稱是

 

．
（2）操作2中要在HCl氣體的氛圍內(nèi)加熱的原因是

 

．
（3）電解制鑭的尾氣要用堿液吸收，請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）真空、高溫過(guò)程中的反應(yīng)方程式為

 

．
（5）粗鑭精制過(guò)程中溫度控制范圍

 

．
（6）重熔蒸餾制得的鑭中仍然混有及少量的鈣．某批次產(chǎn)品69.709g，經(jīng)分析含鈣A0.209g，該產(chǎn)品的等級(jí)為

 

（化工產(chǎn)品等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)級(jí)純≥99.8%，分析純≥99.7%，化學(xué)純≥99.5%）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）分離難溶性固體和溶液采用過(guò)濾的方法；
（2）LaCl₃屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，La ³⁺易水解而使溶液呈酸性；
（3）電解制鑭的尾氣中含有Cl₂，氯氣能和NaOH溶液反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)；
（4）真空、高溫條件下，Ca和LaF₃發(fā)生置換反應(yīng)生成La；
（5）Ca在大于1487℃時(shí)為氣體，而La在大于3470℃才能變?yōu)闅怏w；
（6）根據(jù)La的質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定產(chǎn)品等級(jí)．

解答： 解：（1）分離難溶性固體和溶液采用過(guò)濾的方法，操作1、3是分離難溶性固體和溶液，所以采用過(guò)濾的方法分離，故答案為：過(guò)濾；
（2）LaCl₃屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，La ³⁺易水解而使溶液呈酸性，為了防止La ³⁺水解操作2中要在HCl氣體的氛圍內(nèi)加熱，故答案為：防止LaCl₃水解；
（3）電解制鑭的尾氣中含有Cl₂，氯氣有毒不能直接排空，氯氣能和NaOH溶液反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)，離子反應(yīng)方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）真空、高溫條件下，Ca和LaF₃發(fā)生置換反應(yīng)生成La和CaF₂，反應(yīng)方程式為3Ca+2LaF₃

真空  .

高溫

3CaF₂+2La，故答案為：3Ca+2LaF₃

真空  .

高溫

3CaF₂+2La；
（5）Ca在大于1487℃時(shí)為氣體，而La在大于920℃小于3470℃為液體，所以要分離兩種物質(zhì)，需要將Ca轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、La轉(zhuǎn)化為液態(tài)，則控制溫度為1487～3470℃，
故答案為：1487～3470℃；
（6）該產(chǎn)品中La的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

69.709g-0.209g

69.709g

×100%=99.7%，所以該產(chǎn)品為分析純，故答案為：分析純．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的分離和提純，涉及物質(zhì)的分離、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算、置換反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查分析問(wèn)題、解答問(wèn)題能力，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，知道常見(jiàn)物質(zhì)分離方法，題目難度不大．