2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)稀土元素的性質(zhì)及應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.下列元素中，不屬于稀土元素的是（）。A.鑭（La）B.鈰（Ce）C.鈷（Co）D.釔（Y）2.鑭系收縮主要是指（）。A.鑭系元素原子半徑隨原子序數(shù)增加而逐漸減小B.鑭系元素原子質(zhì)量隨原子序數(shù)增加而逐漸增加C.鑭系元素電負(fù)性隨原子序數(shù)增加而逐漸減小D.鑭系元素化學(xué)性質(zhì)隨原子序數(shù)增加而逐漸改變3.稀土元素中，原子半徑最小的是（）。A.鑭（La）B.鈰（Ce）C.釔（Y）D.鑭系最后一種元素4.下列稀土元素化合物中，熔點最高的是（）。A.氧化鑭（La2O3）B.氧化鈰（Ce2O3）C.氯化鑭（LaCl3）D.硫酸鈰（Ce2(SO4)3）5.稀土鹵化物中，揮發(fā)性最大的是（）。A.氯化鑭（LaCl3）B.氯化鈰（CeCl3）C.氟化鈰（CeF3）D.氯化釔（YCl3）6.下列關(guān)于稀土硫酸鹽的說法中，正確的是（）。A.稀土硫酸鹽都是易溶于水的白色晶體B.稀土硫酸鹽加熱易分解C.稀土硫酸鹽的溶解度隨溫度升高而降低D.稀土硫酸鹽可以用來制備稀土氧化物7.常用于稀土元素分離提純的溶劑萃取法中，萃取劑的作用是（）。A.與稀土離子形成沉淀B.與稀土離子形成配合物C.將稀土離子吸附在樹脂上D.將稀土離子還原成金屬8.離子交換法分離稀土元素的原理是（）。A.利用稀土離子與離子交換樹脂上的離子發(fā)生置換反應(yīng)B.利用稀土離子與離子交換樹脂上的離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)C.利用稀土離子與離子交換樹脂上的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.利用稀土離子與離子交換樹脂上的離子發(fā)生吸附作用9.稀土元素在照明領(lǐng)域的主要應(yīng)用是（）。A.制造特種鋼B.制造熒光粉C.制造催化劑D.制造永磁材料10.稀土元素在催化領(lǐng)域的主要應(yīng)用是（）。A.制造照明燈具B.制造激光器C.催化烯烴聚合D.催化水的電解二、填空題（每空1分，共20分。請將答案填在橫線上）1.稀土元素通常指元素周期表中_______族和_______族的部分金屬元素。2.鑭系收縮是由于_______電子層逐漸填滿而引起的。3.稀土元素的化學(xué)性質(zhì)_______，容易形成_______和_______。4.稀土氧化物的晶型主要有_______、_______和_______三種。5.稀土鹵化物通常易溶于_______，具有_______性。6.稀土硫酸鹽在空氣中加熱易失去結(jié)晶水，并發(fā)生_______反應(yīng)。7.溶劑萃取法分離稀土元素的常用萃取劑有_______、_______和_______等。8.離子交換法分離稀土元素常用的離子交換樹脂有_______、_______和_______等。9.稀土元素在激光領(lǐng)域的主要應(yīng)用是制造_______。10.稀土元素在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用是_______和_______。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述鑭系收縮對稀土元素性質(zhì)的影響。2.簡述稀土元素配合物的特點。3.簡述溶劑萃取法分離稀土元素的原理。4.簡述稀土元素在催化領(lǐng)域的主要應(yīng)用及其原因。四、計算題（10分）已知某稀土元素溶液中，稀土離子的濃度為0.1mol/L，使用某溶劑萃取劑進(jìn)行萃取，萃取劑與稀土離子的摩爾比為2:1，試計算萃取后水相中稀土離子的濃度。（假設(shè)萃取過程達(dá)到平衡，且萃取劑在兩相中分布均勻）五、論述題（30分）論述稀土元素在現(xiàn)代科技發(fā)展中的重要作用，并舉例說明其在至少三個不同領(lǐng)域的應(yīng)用。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.C4.A5.B6.B7.B8.A9.B10.C二、填空題1.三；四2.d3.活潑；陽離子；配離子4.立方晶型；六方晶型；單斜晶型5.水；水解6.分解7.萘系萃取劑；胺類萃取劑；酸堿萃取劑8.強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂；弱堿性陰離子交換樹脂；有機(jī)離子交換樹脂9.激光材料10.醫(yī)療診斷；藥物載體三、簡答題1.鑭系收縮導(dǎo)致稀土元素原子半徑逐漸減小，化學(xué)性質(zhì)逐漸相似，使得稀土元素分離提純困難。2.稀土元素配合物通常具有穩(wěn)定性高、顏色鮮艷、發(fā)光性能好等特點。3.溶劑萃取法利用萃取劑與稀土離子形成配合物，且該配合物在有機(jī)相中的溶解度大于在水相中的溶解度，從而將稀土離子從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相。4.稀土元素在催化領(lǐng)域的主要應(yīng)用是利用其特殊的電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，作為催化劑或催化劑的助劑，提高反應(yīng)效率。例如，稀土催化劑可以用于烯烴聚合、合成氣轉(zhuǎn)化等。四、計算題萃取后水相中稀土離子的濃度為0.02mol/L。解析：設(shè)萃取后水相中稀土離子濃度為xmol/L，則有機(jī)相中稀土離子濃度為(0.1-x)mol/L，萃取劑在兩相中濃度相等，設(shè)為ymol/L。根據(jù)摩爾比2:1，有(0.1-x)/x=2，解得x=0.02mol/L。五、論述題稀土元素在現(xiàn)代科技發(fā)展中具有重要作用，其獨特的性質(zhì)使其在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如：（1）在照明領(lǐng)域，稀土元素可以制造熒光粉，用于制造節(jié)能燈、顯示屏等。例如，釔鋁石榴石（YAG）熒光粉可以與汞燈結(jié)合，產(chǎn)生高效的白色光源。（2）在催化領(lǐng)域，稀土元素可以作為催化劑或催化劑的助劑，提高反應(yīng)效率。例如，稀土催化劑可以用于烯烴聚合，生產(chǎn)高分子材料；也可以用于合成氣轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)燃料和化學(xué)品。（3）在磁性領(lǐng)域，稀土元素可以制造永磁材料，用于制造電機(jī)、發(fā)電機(jī)等。例如，釹鐵硼永磁材料具有極高的磁能積，廣泛應(yīng)用于高性能電機(jī)和發(fā)電機(jī)。（4）在激光領(lǐng)域，稀土元素可以制造激光材料，