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【题目】钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下:

回答下列问题:

(l)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是__________

(2)先加入氨水调节pH =3,过滤,滤渣主要成分是_______;再向滤液加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为________。[己知:Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31]

(3)用草酸“沉钪”。25℃时pH=2的草酸溶液中=_______(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式_________

(已知Kal(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5

(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为_____________

(5)废酸中含钪量为15mg/L,V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________

【答案】 将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入 H2O2中,并不断搅拌。 FeOH3 90×10-7mol·L-l 38×10-2 2Sc3++ 3H2C2O4=Sc2C2O43↓+ 6H+ 2Sc2C2O43+3O22Sc2O3+12CO2 0023V g

【解析】l不同的液体在混合时,一般是先加密度较小、易挥发的,后加密度大、难挥发的,若混合时放热,则最后加受热易分解的。因此,混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入 H2O2中,并不断搅拌。

2废酸中含钪、钛、铁、锰等离子洗涤油相已除去大量的钛离子。根据Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31,可以求出余下3种离子沉淀完全(离子浓度小于10-5mol/LpH,发现锰离子沉淀完全时pH约为10,钪离子沉淀完全的pH约为5,而铁离子沉淀完全的pH约为4,所以先加入氨水调节pH =3,过滤,滤渣主要成分是FeOH3 ;再向滤液加入氨水调节pH=6此时溶液中c(OH-)=10-8mol/L滤液中Sc3+的浓度为 =9.0×10-7mol·L-l

325℃时pH=2的草酸溶液中,= = Ka2(H2C2O4) Kal(H2C2O4) =6.4×10-5 5.9×10-2 =38×10-2(保留两位有效数字)。 沉钪得到草酸钪的离子方程式2Sc3++ 3H2C2O4=Sc2C2O43↓+ 6H+

4)草酸钪灼烧氧化的化学方程式为2Sc2C2O43+3O22Sc2O3+12CO2

5)废酸中含钪量为15mg/LV L废酸中含钪的质量为15 /LVL=0.015V g所以最多可提取Sc2O3的质量为0.023V g

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(1)属于混合物的是_______(填序号,下同);

(2)属于氧化物的是_______

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(4)属于碱的是__________

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②与[SiO4]4-互为等电子体的微粒符号是_____________任写一种)。

③下图为一种硅氧组群的结构示意图,其离子符号为_____________,其中Si原子的杂化方式为_____________

④电负性:Si ______O (填“>”、 “=”或“<” )。

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