第二章稀土元素化学2培训教材
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无机化学电子教案——稀土元素一、教学目标1. 让学生了解稀土元素的定义、发现及应用背景。
2. 使学生掌握稀土元素的基本性质、分类及原子结构特点。
3. 培养学生对稀土元素在现代科技领域中的重要应用的认识。
二、教学重点与难点1. 重点:稀土元素的定义、分类、基本性质及应用。
2. 难点:稀土元素的原子结构特点及其对性质的影响。
三、教学方法1. 采用多媒体教学,展示稀土元素的发现、发展及应用历程。
2. 运用案例分析法,介绍稀土元素在现代科技领域中的具体应用。
3. 组织小组讨论,探讨稀土元素的原子结构特点及其对性质的影响。
四、教学准备1. 制作多媒体课件,包括稀土元素的发现、发展及应用图片、视频等。
2. 准备相关案例资料,用于分析稀土元素在现代科技领域中的应用。
3. 准备小组讨论题目,引导学生探讨稀土元素的原子结构特点。
五、教学过程1. 引入新课:简要介绍稀土元素的发现及应用背景,激发学生兴趣。
2. 讲解稀土元素的定义:解释稀土元素的概念,强调其在元素周期表中的特殊位置。
3. 分析稀土元素的原子结构特点:介绍稀土元素的原子结构,解释其对性质的影响。
4. 讲解稀土元素的分类:按照稀土元素的电子排布,划分轻、中、重稀土元素。
5. 介绍稀土元素的基本性质:讲解稀土元素的物理、化学性质,举例说明其特点。
6. 分析稀土元素在现代科技领域中的应用:通过案例分析,展示稀土元素在高科技领域的关键作用。
7. 小组讨论:让学生结合所学内容,探讨稀土元素的原子结构特点及其对性质的影响。
8. 总结与展望:回顾本节课所学内容,强调稀土元素的重要性和应用前景。
9. 布置作业:设计相关练习题,巩固学生对稀土元素知识的掌握。
10. 课后反思:教师对本节课的教学效果进行总结,为学生提供进一步学习的建议。
六、教学评价1. 评价方式:采用课堂问答、小组讨论、课后作业等多种形式进行评价。
2. 评价内容:学生对稀土元素定义、分类、原子结构特点、应用等方面的掌握程度。
《稀土元素化学》课程教学大纲课程编号:010234英文名称:Rare Earth Element Chemistry一、课程说明1. 课程类别非学位选修课2. 适应专业及课程性质化学工程与技术(一级)、化学工程领域专业,选修3. 课程目的(1)我国稀土资源丰富,在稀土科技领域有领先的成果。
本课程通过对稀土元素、矿物特点、稀土元素的配分规律、稀土矿的提取和分离工艺以点带面的介绍,在扩大学生稀土知识面的基础上,加强学生对稀土矿物及其加工、分析和应用能力的了解。
(2)为化学工程与技术(一级)各专业开设这门课程有助于学生开阔视野、拓宽专业知识面、为毕业后从事相关技术工作奠定知识基础。
4. 学分与学时学分2,学时305. 建议先修课程无机化学、分析化学、矿物加工、分离工程6. 推荐教材或参考书目推荐教材:《稀土》徐光宪等编著,冶金工业出版社,1995参考书目:(1)《风化壳淋积型稀土矿化工冶金》池汝安、田君著,科学出版社,2006(2)《稀土元素》苏锵著河南科学技术出版社 1993(3)《稀土选矿与提取技术》池汝安、王淀佐著,科学出版社,19967. 教学方法与手段(1)运用多媒体教学手段授课,加强课堂信息量,使学生在有限的30 学时内尽可能多地学到稀土元素化学的基础知识与研究方法。
(2)以“研究性学习”教育理念来指导和组织本课程的教学,以学生为教学主体,激发学生的学习热情;学习新的一章前,布置该章的思考题促使学生读书自学来答题,学生带着问题来听课,老师讲课有的放矢,以具体稀土化合物的讲解来概括总结该大类化合物的共性与特征,介绍研究方法和研究现状;学完一章后,布置小论文题目,要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告并将出色的报告在课堂上相互交流讨论,从而也培养学生阅读专业书刊主动获取知识的方法和习惯。
8. 考核及成绩评定考核方式:考查成绩评定:考查课:笔试(30%)+读书报告(20%)+课堂讨论及作业(20%)+到课(30%)9. 课外自学要求(1)布置小论文题目,要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告(2)布置作业,要求学生查阅相关文献后独立思考完成。
稀土化学基础知识讲义一、什么是稀土1、“稀土”名称的由来稀土是历史遗留下来的名称,从18世纪末叶才开始陆续被人们发现。
当时,化学家常常把不溶于水的金属氧化物都称为“土”。
例如把氧化铝叫做陶土,把氧化镁叫做苦土,氧化钙稍溶于水,溶液呈碱性,而被称为碱土,稀土是以氧化物状态分离出来的, 由于当时认为此类物质稀少,又不容易分离提取,因而得名“稀土”。
2、“稀土元素”所包括的元素种类及各自名称稀土元素是元素周期表中铳、锂和15种鋼系元素的总称,其名称和化学符号是铳(Sc )、锂(Y )、鋼(La )、# ( Ce )、错(Pr )、$女(Nd )、柜(Pm )、锣(Sm )、箔(Eu )、轧(Gd)、轼(Tb)、镐(Dy)、钦(Ho)、餌(Er)、镂(Tu)、镇(Yb )、镭(Lu)3、稀土元素的发现稀土的首次发现,与一位瑞典军官有关,这位瑞典军官就是卡尔•阿伦尼乌斯,他也是一位化学家。
1 789年,他在斯德哥尔摩附近的一个小镇伊特比(Yt-terby )发现了一块不同寻常的黑色矿石。
1 794年芬兰化学家加多林研究了这块矿石,并从其中分离出一种新的物质。
3年以后( 1797 )瑞典化学家埃克伯格又证实了这一发现,并用发现地名给这种新的物质命名为“锂土”(Yttda),后来人们为了纪念加多林,又称这种矿石为多森矿,即硅镀锂矿。
此后,从1803年德国化学家克拉着罗茨和瑞典化学家伯齐力乌斯和希森格尔发现钵土(Ceria),到1947年美国的马瑞斯克等人从铀的裂变物中得到铠,稀土的发现共经历了150多年(见表1-1)。
在发现稀土元素的过程中,值得一提的是铳的发现因为远在1871年门捷列夫就曾预言它的存在,当时称它为“类硼”,而在8年后的1 879年,尼尔森在分析黑稀土金矿时果然发现了它而命名为铳。
表1-1稀土元素发现简史1794 年加多林(芬兰)1803 年钵克劳普罗斯(德)伯齐力乌斯(瑞典)希生格尔(瑞典)1839 年莫桑德(瑞典)1841 年错钱混合物莫桑德(瑞典)1843 年轼、M莫桑德(瑞典)1878 年镇马里格纳克(瑞士)1879 年尼尔森(瑞典)克利夫(瑞典)克利夫(瑞典)博依斯布兰德(法)1880 年轧马里格拉克(瑞士)1 885 年钱、错韦尔斯巴赫(奥地利)1886 年博依斯布兰德(法)1901 年德马克(法)1905 年e尤贝思(法)1 947 年柜马林斯基等(美国)4、“稀土”在元素周期表中的位置17个稀土元素在化学元素周期表中的位置是IIIB族铳、铉和鋼则分别是第4、5、6 周期中过度元素的第一位。
稀土元素及其分析化学课程设计课程背景稀土元素是现代工业发展和高科技的重要原材料,在很多领域被广泛应用,例如芯片制造、燃料电池、高温超导材料等。
由于稀土元素具有复杂的成分和结构特点,因此对稀土元素分析化学的研究和实践具有重要意义。
本课程设计旨在让学生了解稀土元素的基础知识、分析方法、应用技术等方面,培养学生的实验能力和创新意识。
课程大纲第一章:稀土元素基本概念1.稀土元素的定义、种类、分布和用途2.稀土元素的常见化学性质和物理性质3.稀土元素的电子结构和离子化趋势4.稀土元素的金属-氧化物间电子迁移谱系第二章:稀土元素分析方法1.常用的稀土元素分析方法,包括光谱法、电化学法、分离富集法等2.稀土元素分析样品处理方法及其优缺点评价3.稀土元素分析实验设计方法和数据处理方法4.稀土元素分析故障排除方法和误差分析方法第三章:稀土元素应用技术1.稀土元素在热电致冷材料中的应用2.稀土元素在氢储存材料中的应用3.稀土元素在光学材料中的应用4.稀土元素在医药、环境等领域的应用第四章:稀土元素实验设计1.稀土元素离子选择性电极的制备和性能测试2.稀土元素荧光分光光度法测定方法的建立和应用3.稀土元素高效液相色谱法测定方法的建立和应用4.其他稀土元素实验设计案例的引导和探讨教学方法本课程结合理论教学和实验操作,通过教师讲解、案例分析、学生讨论、实验设计等方式,使学生对稀土元素的基础知识和实际应用有更加深刻和全面的认识。
课程设计注重培养学生的实践能力和创新意识,鼓励学生在实验设计中发挥主观能动性,结合实际情况提出具有实际指导意义的问题和解决方案。
评估方法本课程的评估方法包括以下几个方面:1.考试成绩:主要考查学生对课程内容的掌握情况,包括理论知识、分析方法、实验设计等方面。
2.实验报告和论文:学生需提交实验设计和实验结果的报告,以及结合实践情况的小论文。
3.参与度和表现:鼓励学生积极参与讨论和实验操作,评价学生的课堂表现和参与度。
一、稀土元素的发现与发展1. 教学目标:(1) 了解稀土元素的发现过程及发展历程。
(2) 掌握稀土元素的定义及特点。
(3) 熟悉稀土元素在现代科技领域的应用。
2. 教学内容:(1) 稀土元素的发现过程:介绍稀土元素的概念、命名及发现历程。
(2) 稀土元素的特点:分析稀土元素的电子排布、物理性质及化学性质。
(3) 稀土元素的应用:探讨稀土元素在高科技领域、新型材料及国防科技等方面的应用。
3. 教学方法:(1) 讲授法:讲解稀土元素的发现过程、特点及应用。
(2) 案例分析法:分析具体稀土元素在实际应用中的例子。
(3) 互动讨论法:引导学生探讨稀土元素在未来的发展前景。
4. 教学准备:(1) 课件:制作稀土元素的相关课件,包括图片、图表等。
(2) 教学素材:收集相关稀土元素的案例及应用实例。
5. 教学过程:(1) 引入新课:通过介绍稀土元素的发现过程,引发学生对稀土元素的兴趣。
(2) 讲解稀土元素的特点:分析稀土元素的电子排布、物理性质及化学性质。
(3) 探讨稀土元素的应用:介绍稀土元素在高科技领域、新型材料及国防科技等方面的应用。
(4) 案例分析:分析具体稀土元素在实际应用中的例子。
(5) 互动讨论:引导学生探讨稀土元素在未来的发展前景。
(6) 总结:回顾本节课的主要内容,强调稀土元素的重要性和应用前景。
二、稀土元素的电子排布与性质1. 教学目标:(1) 了解稀土元素的电子排布特点。
(2) 掌握稀土元素的化学性质及物理性质。
(3) 能够运用稀土元素的性质解决实际问题。
2. 教学内容:(1) 稀土元素的电子排布:分析稀土元素的电子排布特点及规律。
(2) 稀土元素的化学性质:介绍稀土元素的氧化性、还原性、催化性等。
(3) 稀土元素的物理性质:探讨稀土元素的磁性、发光性、耐蚀性等。
3. 教学方法:(1) 讲授法:讲解稀土元素的电子排布、化学性质及物理性质。
(2) 实验法:进行稀土元素的性质实验,观察并分析实验现象。
稀土培训教材稀土培训教材 1概述本公司是以混合碳酸稀土为原料生产单一稀土化合物或富集物富集物的稀土湿法冶金企业。
主要是应用溶剂萃取技术和生产工艺生产氧化镧或碳酸镧、氧化铈或碳酸铈、镨钕氧化物或镨钕碳酸盐、钐铕钆富集物等。
结合生产实际对工艺原理、操作技术予以讲解并对生产过程中经常遇到的一些专业术语各单一稀土元素的名称、元素符号、化合物的名称和操作过程中的常用词语等也作了简要说明。
1.1稀土元素稀土元素是钪(Sc)、钇(Y)和15个镧系元素的总称。
通常用RE表示其氧化物用REO表示。
镧系元素包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
所以稀土元素共有17个元素。
全部稀土元素的发现是从1794年发现钇至1947年从核反应堆裂变产物中分离出钷历时150年。
其中钪是典型的分散元素钷是自然界中极少见的放射性元素。
这两个元素与其它稀土元素在矿物中很少共生因此在稀土生产中一般不包括它们。
稀土元素同属元素周期表第IIIB族化学性质十分相似。
除钪和钷外根据分离工艺要求或产品方案可将它们分为两组或三组。
前者是以铽为界镧至钆为铈组稀土通常称作轻稀土铽至镥和钇为钇组稀土通常称为重稀土。
后者是依据P204 萃取分为轻稀土(镧至钕)、中稀土(钐至铽)和重稀土(镝至镥和钇)。
1.2稀土元素的价态稀土元素易于失去电子通常呈正三价。
所以稀土是非常活泼的金属元素其活泼性仅次于碱土金属。
铈、镨、铽在外界氧化剂的作用下又可呈正四价而钐、铕、镱在还原剂的作用下也可呈正二价离子。
因此各三价单一稀土氧化物的分子式可表示为M2O3(M—La、Nd…)而铈、镨、铽的氧化物的分子式分别为CeO2、Pr6O11、Tb4O7 。
1.3镧系收缩镧系元素的原子半径、离子半径都随原子序数(从镧到镥)的增加而减小将这一现象称为镧系收缩。