稀土化学公开课获奖课件.pptx

5.重要旳三价稀土化合物稀土元素无机物按所含非金属元素分类5.1稀土元素氧化物和氢氧化物5.1稀土元素氧化物和氢氧化物（3）构造：取决于金属离子大小、价态及生成温度三氧化二稀土相图常见稀土氧化物构造、颜色大颗粒氧化铈Y2O35.2.1.2稀土氧化物性质稀土复合氧化物稀土氧化物某些性质稀土氧化物生成自由能稀土氧化物活性决定于加热温度。制备氧化物时应尽量在低温下灼烧以便获得最高活性。稀土氧化物在加热时，可以发生如下两个变化过程：RE2O3→2REO+O（轻稀土）RE2O3→RE+3O（重稀土）5.1.1.3特殊物性稀土氧化物制备(自学)图左草酸盐沉淀法制备氧化铈SEM图右碳酸盐沉淀法制备氧化铈SEM5.1.2稀土氢氧化物氢氧化物构造RE(OH)3晶体学参数立方晶系RE(OH）3晶体构造稀土氢氧化物物理性质La(OH)3LnO(OH)晶格常数稀土浓度与pH间关系二、性质：脱水:RE(OH)3→REO(OH)→RE2O3从La到Lu离子半径逐渐减小，离子势逐渐增大，极化能力逐渐增大，失水温度也逐渐减少。在空气中吸取二氧化碳而生成碳酸盐RE(OH)3不溶于碱，易溶于无机酸三价铈氢氧化物不稳定，在空气中慢慢氧化变成黄色四价氢氧化物。可分离铈与其他稀土。氢氧化物溶解度RE(0H)3及RE0(0H)脱水温度，℃稀土元素硝酸盐和硝酸复盐5.2.1稀土硫酸盐及其复盐2、性质水合硫酸盐物理常数硫酸盐颜色某些镧系元素硫酸盐溶解度与温度关系稀土硫酸盐在水中溶解度二、硫酸复盐2、性质Ln2(SO4)3+浓H2SO4→酸式硫酸盐硫酸浓度增大溶解度减小。稀土硫酸复盐与热浓碱作用转化为氢氧化物，5.2.2稀土硝酸盐及其复盐二、性质硝酸盐及硝酸复盐晶格常数硝酸盐密度La(NO3)3-H2O体系溶解度硝酸稀土在水中溶解度可与铵或镁硝酸盐生成复盐，RE(NO3)3•2NH4NO3•4H2O2RE(NO3)3•3Mg(NO3)2•24H2O如Y(NO3)3•2NH4NO3•4H2O复盐溶解度不不小于硝酸盐溶解度，La→Sm递减。一般用于分离铈组和钇组。铵复盐溶解度不小于镁复盐，并由镧至钐递增，钇组稀土元素（除铽外）均不能形成硝酸复盐。(NH4)2Ce(NO3)65.2.3稀土碳酸盐碳酸盐晶格常数二、性质稀土碳酸盐在水中溶解度5.2.3.2晶型稀土碳酸盐制备5.2.4稀土草酸盐草酸盐晶格常数镧系元素水合草酸盐在水中溶解度草酸盐在盐酸中溶解度草酸盐在硝酸中溶解度草酸盐在硫酸中溶解度草酸盐热分解稀土草酸盐在常压下灼烧，通过RE2O2CO3中间产物阶段，最终转变成氧化物RE2O3。10水草酸盐热稳定性随稀土离子半径减小而减小，而含2、5、6低水合物稳定性却增大。草酸盐与碱溶液煮沸可转化为稀土氢氧化物。稀土草酸盐完全分解温度5.2.5稀土磷酸盐和焦磷酸盐磷酸盐晶格常数磷酸盐晶格常数磷酸盐密度二、性质稀土磷酸盐可被加热浓硫酸分解，当用碱中和具有磷酸根硫酸溶液时，在pH=2.3时，可析出酸式稀土磷酸盐RE2(HPO4)3，而磷酸钍则在pH=1时便析出，据此可实现稀土与钍初步分离。稀土磷酸盐遇强碱转化为氢氧化物。用热碱处理可转变为氢氧化物。稀土磷酸盐在过量磷酸溶液中溶解度增大，这是由于稀土离子与PO43-离子形成可溶性配合离子RE（PO4）23-缘故。焦磷酸盐也不溶于水，溶解度为10-2～10-3g/L。独居石，磷钇矿都是磷酸盐。稀土焦磷酸盐在水中溶解度（25℃）5.2.6稀土元素卤素含氧酸盐二、性质高氯酸盐开始分解温度RE2(SO4)3+3Ba(BrO3)2→RE(BrO3)3+3BaSO4RE(ClO4)3+3KBrO3→RE(BrO3)3+3KClO4溴酸盐结晶一般为9水合物，在水中溶解度较大。初期曾用稀土溴酸盐分级结晶来分离单个稀土元素（尤其是重稀土）。RE3++3IO3-→RE(IO3)3•nH2O↓(6≥n≥0)碘酸盐微溶于水，可溶于酸，但Ce(IO3)4在4~5M酸中也不溶。受热分解，产物氧化物。25℃碘酸盐溶解度水合溴酸盐溶解度5.2.7稀土其他有机酸盐二、性质La(AC)3以稀土元素氧化物或碳酸盐与丙酸、丁酸或戊酸等一元羧酸作用，曾得到对应盐：Ln(C2H5COO)3·nH2On=3(La)，n=4(Ce，Nd)，n=2(Pr，Sm)Ln(C3H7COO)3·3H2OLn=Ce，Nd，SmLn(C3H7COO)3·H2OLn=La-Sm5.2.8稀土盐溶解度5.3稀土卤化物稀土水合卤化物水合数2、无水盐制备②水合氯化物脱水由于水合物在加热时会水解生成卤化物，因而使无水卤化物中夹杂了不纯物：REX3•nH2O→REOX+2HX+（n-1）H2O因此水合卤化物脱水要在脱水剂存在条件下进行。最古老措施是把含水卤化物（REX3•nH2OX=F、Cl、Br）在对应卤化氢气流中