第十八章f区元素 1.选择一种镧系金属,写出其与稀酸反应的方程式,并拥有关电极电势和镧系元素形成最稳定氧 化态的规律说明所得结论。 解 2La+6H→2La3+3H 镧系元素的特征氧化值为+3。酸性溶液中镧系元素电对LnLn的 ≤-1.983V ,La与H 反应形成4f稳定结构的La 2.如何从独居石中提取混合稀土氯化物?写出反应方程式,并说明反应条件。 解:独居石是轻稀土元素的重要矿物之一。从独居石中提取稀土氯化物可以采用氯一碳分解法: 2(REPO4+3C+6C2-100c 2(RE)Cl3+2POCl3+ 3CO 3.根据铀的氧化物的性质,完成并配平下列方程式 (1)UO3=93 (2)UO3+HF(aq)→> (3)UO3+HNO3→ (4)UO3+NaOH+H2O→ (5) UO+SF (6) UO2(NO 623K 解 (1)3UO3 933K>U+ (2)UO3+HF(aq)->UO2F2+H2O (3)UO3+HNO3>UO2(NO3 )2+H2O (4)UO3+NaOH+H2O→Na2U2O7·6H0 (5)UO3+SF4-536UF6+3SOF2 (6)UO2(NO3)2-6238→>2UO3+4NO2+O 4.写出下列转变过程中的核平衡方程式 (1)Pu-241经β衰变 (2)Th-232衰变成Ra-228 (3)Y-84放出1个正电子; (4)Ti-44俘获1个电子; (5)Am-241经a衰变 (6)Th-234衰变成Pr-234; (7)C1-34衰变成S-34
第十八章 f 区元素 1. 选择一种镧系金属，写出其与稀酸反应的方程式，并拥有关电极电势和镧系元素形成最稳定氧 化态的规律说明所得结论。 解： 2La+6H +→ 2La 3++3H2 镧系元素的特征氧化值为+3。酸性溶液中镧系元素电对 Ln 3+ /Ln 的 EA £ - 1.983V ，La 与 H + 反应形成 4f0稳定结构的 La 3+ . 2. 如何从独居石中提取混合稀土氯化物？写出反应方程式，并说明反应条件。 解： 独居石是轻稀土元素的重要矿物之一。从独居石中提取稀土氯化物可以采用氯─碳分解法： 1000 2(RE)PO 4+3C+6Cl 2 2(RE)Cl 3+2POCl 3+3CO 2 C . 3. 根据铀的氧化物的性质，完成并配平下列方程式： （1）UO3 ææ933KæÆ （2）UO3+HF(aq)Æ （3）UO3+HNO3Æ （4）UO3+NaOH+H2OÆ （5）UO3+SF4 ææ573KæÆ （6）UO2(NO3)2 ææ623KæÆ 解： （1）3UO3 ææ933KæÆU3O8+ 1 2 O2 （2）UO3+HF(aq)ÆUO2F2+H2O （3）UO3+HNO3ÆUO2(NO3)2+H2O （4）UO3+NaOH+H2OÆNa2U2O7·6H2O （5）UO3+SF4 ææ573KæÆUF6+3SOF2 （6）UO2(NO3)2 ææ623KæÆ2UO3+4NO2+O2 4. 写出下列转变过程中的核平衡方程式： （1）Pu–241 经 β 衰变； （2）Th–232 衰变成 Ra–228; （3）Y–84 放出 1 个正电子； （4）Ti–44 俘获 1 个电子； （5）Am–241 经 α 衰变； （6）Th–234 衰变成 Pr–234; （7）Cl–34 衰变成 S–34
解:(1)29Pu→2Am+9e (2)29Th→>23Ra+2He (5)24Am→ (6)23Th→>2列Pa+e (7)HCl→S+e 5.从某考古现场得到质量为1g的碳样品,经测定得知该样品在20h的一个时间间隔中有7900个 C-14原子发生衰变;而在同一时间间隔中,1g新制备的碳样品有18400个C-14原子发生蜕变 估算该考古样品的年代。 解:C-14的衰变为一级反应 C→1N+e k=121×10- 18400 In 1×10-a-7900 6.U-23在发生裂变时生成42Ba和”Kr 23U+n→如Ba+努Kr+2n 计算1g该燃料在发生裂变时可放出多少焦耳的热。已知粒子的质量: m(2U)=23504u,m(Ba)=14192u,m(Kr)=9192um(n)=10083 解 E8=[m(25U)-m(42Ba) -m( Kr)-m(n)c2 =(23504-141.92-9192-1087)×103 kg. mor 9979×10 1.7193×100 kJ. mol1 1.7193×10° kJ mol =731×107k 23504g·mol
解： （1）241 241 0 94P 95 1 u Æ Am+ e （2）232 228 4 90T 88 2 h Æ Ra+ He （3）84 84 0 39Y 38S +1 Æ r+ e （4）44 0 44 22T 1 21 i+ e Æ Sc （5）241 237 4 95Am 93N 2 Æ p + He （6）234 234 0 90T 91 1 h Pa e Æ + - （7）34 34 0 17C 16 1 l S e Æ + + 5. 从某考古现场得到质量为 1g 的碳样品，经测定得知该样品在 20h 的一个时间间隔中有 7900 个 C–14 原子发生衰变；而在同一时间间隔中，1g 新制备的碳样品有 18400 个 C–14 原子发生蜕变。 估算该考古样品的年代。 解：C–14 的衰变为一级反应 14 14 0 6C 7 N 1 e Æ + - 4 1 k 1.21 10 a - - = ¥ 0 3 4 1 1 1 18400 ln ln 6.99 10 1.21 10 7900 N t a k N a - - = = = ¥ ¥ 6. U–23 在发生裂变时生成142Ba 和 92Kr ： 235 142 92 92U 56 36 + n Æ Ba + Kr+2n 计算 1g 该燃料在发生裂变时可放出多少焦耳的热。已知粒子的质量： ( ) 235 m U = 235.04u; ( ) 142 m Ba =141.92u; ( ) 92 m Kr = 91.92u; m(n) = 1.0087u 解： ( ) ( ) ( ) ( ) 235 142 92 2 U Ba Kr n EB = Èm - m -m - m ˘ c Î ˚ ( ) 3 1 235.04 141.92 91.92 1.0087 10 kg mol- = - - - ¥ × ( ) 2 8 1 2.9979 10 m s - ¥ ¥ × 10 1 1.7193 10 kJ mol - = ¥ × 10 1 7 1 1 1.7193 10 kJ 7.31 10 kJ 235.04 mol Q g g mol - - - ¥ × = = ¥ × ×
