微專題10反萃取萃取指利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。反萃取與萃取過(guò)程相反，被萃取物從有機(jī)相返回水相的過(guò)程。反萃取是用反萃取劑使被萃取物從負(fù)載有機(jī)相返回水相的過(guò)程，為萃取的逆過(guò)程。反萃取過(guò)程具有簡(jiǎn)單、便于操作和周期短的特點(diǎn)，是溶劑萃取分離工藝流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。反萃取可將有機(jī)相中各個(gè)被萃組分逐個(gè)反萃到水相，使被分離組分得到分離；也可一次將有機(jī)相中被萃組分反萃到水相。經(jīng)過(guò)反萃取及所得反萃液經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理后，便得到被分離物的成品。反萃后經(jīng)洗滌不含或少含萃合物的有機(jī)相稱再生有機(jī)相，繼續(xù)循環(huán)使用?！胺摧腿　痹诿}中出現(xiàn)，可以考查“逆向思維和遷移能力，備受青睞。1．(2022·江蘇卷，15)實(shí)驗(yàn)室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(1)“酸浸”時(shí)CeO2與H2O2反應(yīng)生成Ce3+并放出O2，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。(2)pH約為7的CeCl3溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)可生成Ce2(CO3)3沉淀，該沉淀中含量與加料方式有關(guān)。得到含Cl-量較少的Ce2(CO3)3的加料方式為_(kāi)______(填序號(hào))。A．將NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中

B．將CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中(3)通過(guò)中和、萃取、反萃取、沉淀等過(guò)程，可制備含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有機(jī)萃取劑(簡(jiǎn)稱HA)萃取，其萃取原理可表示為Ce3+(水層)+3HA(有機(jī)層)Ce(A)3(有機(jī)層)+3H+(水層)①加氨水“中和”去除過(guò)量鹽酸，使溶液接近中性。去除過(guò)量鹽酸的目的是_______。②反萃取的目的是將有機(jī)層Ce3+轉(zhuǎn)移到水層。使Ce3+盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件或采取的實(shí)驗(yàn)操作有_______(填兩項(xiàng))。③與“反萃取”得到的水溶液比較，過(guò)濾Ce2(CO3)3溶液的濾液中，物質(zhì)的量減小的離子有_______(填化學(xué)式)。(4)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中可用準(zhǔn)確濃度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，滴定反應(yīng)為。請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)方案：①準(zhǔn)確量取25.00mLCe3+溶液[c(Ce3+)約為0.2mol·L-1]，加氧化劑將完全氧化并去除多余氧化劑后，用稀硫酸酸化，將溶液完全轉(zhuǎn)移到容量瓶中后定容；②按規(guī)定操作分別將0.02000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待測(cè)溶液裝入如圖所示的滴定管中：③_______。【答案】(1)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O(2)B(3)降低溶液中氫離子的濃度，促進(jìn)碳酸氫根離子的電離，增大溶液中碳酸根離子的濃度

酸性條件，多次萃取

Ce3+(4)從左側(cè)滴定管中放出一定體積的待測(cè)

Ce4+溶液，加入指示劑苯代鄰氨基苯甲酸，用0.02000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2來(lái)滴定，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)，記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積【解析】首先用稀鹽酸和過(guò)氧化氫溶液酸浸二氧化鈰廢渣，得到三價(jià)鈰，加入氨水調(diào)節(jié)pH后用萃取劑萃取其中的三價(jià)鈰，增大三價(jià)鈰濃度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三價(jià)鈰，再加入氨水和碳酸氫銨制備產(chǎn)物。(1)根據(jù)信息反應(yīng)物為CeO2與H2O2，產(chǎn)物為Ce3+和O2，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可知其離子方程式為：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O；(2)反應(yīng)過(guò)程中保持CeCl3少量即可得到含Cl-量較少的Ce2(CO3)3，故選B；(3)①增大碳酸根離子的濃度有助于生成產(chǎn)物；②根據(jù)萃取原理可知，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件是酸性條件，為了使Ce3+盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，可以采用多次萃?。虎邸胺摧腿　钡玫降乃芤褐泻袧舛容^大的Ce3+，過(guò)濾后溶液中Ce3+離子濃度較小；(4)應(yīng)該用標(biāo)準(zhǔn)液滴定待測(cè)Ce4+溶液，用苯代鄰氨基苯甲酸作指示劑，故答案為：從左側(cè)滴定管中放出一定體積的待測(cè)Ce4+溶液，加入指示劑苯代鄰氨基苯甲酸，用0.02000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2來(lái)滴定，當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí)，溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)，記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。萃取的逆過(guò)程是反萃取。萃取劑一般是有機(jī)溶劑，反萃(取)劑則為無(wú)機(jī)溶液。反萃取就是用反萃(取)劑使被萃取物從負(fù)載有機(jī)相返回水相的過(guò)程，反萃(取)劑主要起破壞有機(jī)相中被萃組分結(jié)構(gòu)的作用，使被萃組分生成易溶于水的化合物。或生成既不溶于水也不溶于有機(jī)相的沉淀，經(jīng)過(guò)反萃取及所得反萃液經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理后，便得到被分離物的成品。反萃取后經(jīng)洗滌不含或少含萃合物的有機(jī)相稱再生有機(jī)相，可繼續(xù)循環(huán)使用。1．(2023·河北省邢臺(tái)市高三聯(lián)考)鈧(Sc)可用于制備鋁鈧合金、燃料電池、鈧鈉鹵燈、示蹤劑、激光晶體等產(chǎn)品。以鈦白酸性廢水(主要含Ti4+、Fe2+、Sc3+)為原料制備氧化鈧(Sc2O3)的工藝流程如下。下列說(shuō)法正確的是()

A．酸洗時(shí)加入H2O2的目的是將還原為B．“操作Ⅰ”需要的玻璃儀器有分液漏斗C．“濾渣Ⅰ”的主要成分是Ti(OH)4、Fe(OH)3D．草酸鈧焙燒時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2【答案】D【解析】鈦白酸性廢水(主要含Ti4+、Fe2+，Sc3+)，酸洗時(shí)加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，“濾渣Ⅰ”的主要成分是Ti(OH)4、Fe(OH)3、Sc(OH)3，加入10%的鹽酸調(diào)pH的目的是將Sc(OH)3轉(zhuǎn)化為含，Sc3+的溶液，再加入草酸溶液得到草酸鈧，草酸鈧與氧氣焙燒時(shí)生成Sc2O3和CO2。A項(xiàng)，“有機(jī)相”中主要含有Ti4+、Fe2+、Sc3+，酸洗時(shí)加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，有利于后面沉淀除去Fe3+，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，“操作Ⅰ”是過(guò)濾，過(guò)濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，“濾渣Ⅰ”的主要成分是Ti(OH)4、Fe(OH)3、Sc(OH)3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，草酸鈧與氧氣焙燒時(shí)生成Sc2O3和CO2，D項(xiàng)正確；故選D。2．(2024·遼寧省部分學(xué)校高三聯(lián)考)明朝宋應(yīng)星所著的《天工開(kāi)物》中記載了世界上最早的煉鋅技術(shù)：“罐中爐甘石熔化成團(tuán)，冷定毀罐取出。每十耗去其二，即倭鉛也。”這里爐甘石即菱鋅礦(含85%ZnCO3，其余為SiO2、Fe3O4、CuO、CaO和MgO雜質(zhì))。硒化鋅是一種半導(dǎo)體材料，以菱鋅礦為原料制備硒化鋅的流程如下：已知部分信息如下：①常溫下，幾種離子形成氫氧化物的pH如表所示。金屬離子開(kāi)始沉淀的pH1.97.06.06.28.8完全沉淀的pH3.29.08.08.210.9②鋅的性質(zhì)和鋁、銅相似，如Zn(OH)2是兩性氫氧化物，Zn(OH)2溶于氨水形成[Zn(NH3)4]2+?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為增大“酸浸”速率，可采取的措施是(填一條即可)，“酸浸”中溶解Fe3O4的離子方程式為。(2)“濾渣1”的主要成分為(填化學(xué)式)。(3)常溫下，“調(diào)pH”的范圍為。(4)“反萃取”中稀硫酸的主要作用是。(5)“電解”中以石墨為電極，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，廢液可以循環(huán)用于(填名稱)工序。(6)合成ZnSe宜在氬氣氛圍中進(jìn)行，氬氣的作用是。(7)某工廠用10t該菱鋅礦來(lái)生產(chǎn)ZnSe，若最終制得8.64tZnSe，則Zn的損耗率為。(設(shè)“還原”時(shí)消耗的Zn為65kg，保留三位有效數(shù)字)【答案】(1)將菱鋅礦粉碎(或攪拌或適當(dāng)升溫等合理答案)3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O(2)SiO2、CaSO4(3)3.2≤pH＜6.0(或3.2≤pH＜6.2)(4)促進(jìn)有機(jī)層和水層分離(或促進(jìn)Zn2+進(jìn)入水層等合理答案)(5)2H2O-4e-=4H++O2↑反萃取(或酸浸)(6)作保護(hù)氣(7)13.0%【解析】菱鋅礦(含85%ZnCO3，其余為SiO2、Fe3O4、CuO、CaO和MgO雜質(zhì))，加入稀硝酸、稀硫酸進(jìn)行酸浸，然后過(guò)濾，得到SiO2、CaSO4雜質(zhì)；往濾液中加入試劑R調(diào)節(jié)溶液的pH，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀；往濾液中加鋅，將Cu2+還原為Cu，過(guò)濾后，往濾液中加入P2O4萃取劑，萃取出鋅后，往有機(jī)層中加入稀硫酸進(jìn)行反萃取，將水溶液層進(jìn)行電解，可制得Zn，在加熱條件下與Se反應(yīng)，從而制得ZnSe。(1)為增大“酸浸”速率，可采取的措施是：將菱鋅礦粉碎(或攪拌或適當(dāng)升溫等合理答案)，“酸浸”中溶解Fe3O4生成Fe3+等，離子方程式為3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O。(2)由分析可知，“濾渣1”的主要成分為SiO2、CaSO4。(3)常溫下，“調(diào)pH”將Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，而Zn2+不生成沉淀，則pH范圍為3.2≤pH＜6.0(或3.2≤pH＜6.2)。(4)“反萃取”中，稀硫酸是使鋅從有機(jī)層再次進(jìn)入水層，則主要作用是：促進(jìn)有機(jī)層和水層分離(或促進(jìn)Zn2+進(jìn)入水層等合理答案)。(5)“電解”中以石墨為電極，陽(yáng)極是水失電子生成O2等，電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H++O2↑，廢液中含有硫酸，可以循環(huán)用于反萃取(或酸浸)工序，實(shí)現(xiàn)廢物循環(huán)利用。(6)合成ZnSe時(shí)，需防止Zn被空氣中O2氧化，宜在氬氣氛圍中進(jìn)行，氬氣的作用是作保護(hù)氣。(7)根據(jù)關(guān)系式：ZnCO3——ZnSe，n(ZnCO3)==6.8×104mol，n(ZnSe)==6.0×104mol，“還原”時(shí)消耗的Zn的物質(zhì)的量為=103mol，損失鋅的物質(zhì)的量為6.8×104mol+103mol-6.0×104mol=9.0×103mol，故Zn的損耗率為≈13.0%。3．(2024·黑龍江哈爾濱九中高三模擬)通過(guò)對(duì)陽(yáng)極泥的綜合處理可以回收貴重金屬，一種從銅陽(yáng)極泥(主要成分為Se、Ag、Ag2Se、Cu、CuSO4和Cu2S等)中分離Ag、Se和Cu的新工藝流程如圖所示：(1)已知預(yù)處理溫度為80℃，此過(guò)程中S元素全部轉(zhuǎn)化為最高價(jià)，則預(yù)處理時(shí)Cu2S發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(2)比起傳統(tǒng)工藝中采用濃硫酸作氧化劑，本工藝中采用稀H2SO4溶液添加MnO2作預(yù)處理劑的主要優(yōu)點(diǎn)是。(3)分銀渣可用濃氨水溶液浸出并還原得到單質(zhì)銀，回收分銀渣中的銀，浸出過(guò)程溫度不宜過(guò)高的原因是：。(4)分硒渣(Cu2Se)經(jīng)過(guò)氧化可得到H2SeO4.已知：H2SeO4=H++HSeO4.-，HSeO4.-H++SeO4.2-，若0.01mol/LH2SeO4溶液的pH為x，則K(HSeO4.-)=(寫(xiě)出含x的計(jì)算式)。(5)分銅得到產(chǎn)品CuSO4·5H2O的具體操作如圖：①萃取的原理為：2RH+Cu2+R2Cu+2H+，則反萃取劑最好選用(填化學(xué)式)溶液。②操作X為，過(guò)濾；③為了減少CuSO4·5H2O的損失，最好選用進(jìn)行洗滌。A．冷水

B．熱水

C．無(wú)水乙醇【答案】(1)Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O(2)減少二氧化硫的排放(3)溫度過(guò)高，濃氨水受熱揮發(fā)(4)(5)H2SO4蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶C【解析】由題給流程可知，向銅陽(yáng)極泥中加入二氧化錳、稀硫酸進(jìn)行預(yù)處理，80℃條件下將硫化亞銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅，過(guò)濾得到預(yù)處理渣和預(yù)處理液；向預(yù)處理液中加入氯化鈉溶液，將溶液中的銀離子轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，過(guò)濾得到含有氯化銀的分銀渣和分銀液；向分銀液中加入銅，將溶液中的硒元素轉(zhuǎn)化為硒化亞銅，過(guò)濾得到含有硒化亞銅的分硒渣和分硒液；向分硒液中加入加入有機(jī)萃取劑RH萃取、分液得到水相1和含有R2Cu的有機(jī)相1；向有機(jī)相1中加入稀硫酸反萃取、分液得到有機(jī)相2和含有硫酸銅的水相2；水相2經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到五水硫酸銅晶體。(1)加入二氧化錳、稀硫酸進(jìn)行預(yù)處理的目的是80℃條件下將硫化亞銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅，反應(yīng)的離子方程式為Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O；(2)若用濃硫酸作氧化劑，硫化亞銅會(huì)與濃硫酸共熱反應(yīng)生成有毒的二氧化硫污染空氣，所以比起傳統(tǒng)工藝中采用濃硫酸作氧化劑，本工藝中采用稀硫酸、二氧化錳作預(yù)處理劑的主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少二氧化硫的排放；(3)濃氨水具有揮發(fā)性，受熱易揮發(fā)轉(zhuǎn)化為氨氣，則浸出過(guò)程溫度不宜過(guò)高的原因是防止氨氣受熱揮發(fā)，導(dǎo)致浸出率降低；(4)由題意可知，硒酸第一步完全電離，硒酸氫根離子在溶液中部分電離出氫離子和硒酸根離子，設(shè)0.01mol/L硒酸溶液中硒酸根離子的濃度為amol/L，由題意可建立如下三段式：由溶液pH為x可得：0.01+a=10—x，解得a=10—x—0.01，則K(HSeO)=；(5)①由分銅得到產(chǎn)品五水硫酸銅晶體可知，反萃取劑最好選用稀硫酸，防止所得產(chǎn)品中混有雜質(zhì)；②操作X為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；③為了減少五水硫酸銅晶體因溶解造成損失，洗滌時(shí)選擇的最佳試劑為無(wú)水乙醇，故選C。4．錸(Re)廣泛應(yīng)用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，是重要的戰(zhàn)略貴金屬，可以通過(guò)還原劑在高溫條件下還原其氧化物制取。Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室以富錸渣(主要成份ReS2)為原料制備高純高錸酸銨(NH4ReO4)，其部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(萃取原理可表示為)(1)酸浸時(shí)ReS2轉(zhuǎn)化為兩種強(qiáng)酸，該反應(yīng)的離子方程式為。(2)通過(guò)萃取與反萃取可實(shí)現(xiàn)錸元素的富集。①萃取劑應(yīng)具有的性質(zhì)(填序號(hào))。A．密度大于水B．在萃取劑中的溶解度大于水中的C．不溶于水②在反萃取時(shí)，加入氨水、水的目的是。Ⅱ.以ReS2為原料制備NH4ReO4的裝置如圖所示：(3)反應(yīng)開(kāi)始前，先向三頸瓶中加入一定量的ReS2和水，60℃下，通過(guò)分液漏斗依次滴入兩種溶液。充分反應(yīng)后可得NH4ReO4和(NH4)2SO4的混合溶液。①滴入兩種溶液時(shí)候，向三頸瓶中先滴加的是。(填序號(hào))A．氨水

B．H2O2溶液②不考慮原料損失，實(shí)驗(yàn)中加入的與的最佳比為。(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以三頸瓶中反應(yīng)后的溶液為原料，制備金屬錸粉的實(shí)驗(yàn)方案。(實(shí)驗(yàn)須使用的試劑：Zn粒，稀硫酸，濃硫酸、O2)已知①：有關(guān)物質(zhì)溶解度如下表溫度/℃2075.46.13078.032.3②【答案】(1)2ReS2+19H2O2=2ReO4-+4SO42-+10H++14H2O(2)BC將(R3N)2?HReO4轉(zhuǎn)化為NH4ReO4，使Re元素從有機(jī)相中轉(zhuǎn)移至水中，生成NH4ReO4溶液(3)B19:10(4)先將反應(yīng)后的溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻析晶得到NH4ReO4晶體，再將NH4ReO4晶體置于O2氣流中加熱產(chǎn)生Re2O7；用Zn粒和稀硫酸制備H2，并用濃硫酸干燥；再用H2還原Re2O7制得金屬錸粉【解析】I．用H2SO4和H2O2將富錸渣(主要成份ReS2)酸浸，H2O2具有強(qiáng)氧化性，可以將ReS2氧化產(chǎn)生H2SO4，并結(jié)合“萃取原理”中的ReO4-可知，反應(yīng)還聲稱了HReO4，即“酸浸”過(guò)程中，H2O2和ReS2反應(yīng)生成了HReO4和H2SO4；再用含R3N的有機(jī)溶液作萃取劑，將HReO4轉(zhuǎn)化為(R3N)2?HReO4，再用氨水和水對(duì)有機(jī)相進(jìn)行“反萃取”得到高錸酸銨溶液；再經(jīng)過(guò)后續(xù)分離、提純，獲得高純NH4ReO4。II．根據(jù)I中的“酸浸”步驟，可以用H2O2溶液、氨水和ReS2制備NH4ReO4和(NH4)2SO4的混合溶液；根據(jù)溶解度信息，可以用冷卻結(jié)晶的方法從混合溶液中獲得NH4