第 章稀土元素 习题答案

稀土材料技术基础知识单选题100道及答案解析1. 稀土元素不包括以下哪种？（）A. 镧B. 钛C. 铈D. 钕答案：B解析：钛不是稀土元素，稀土元素包括镧系元素（镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥）以及钪和钇。

2. 稀土材料在以下哪个领域应用广泛？（）A. 农业B. 纺织业C. 航空航天D. 食品加工业答案：C解析：稀土材料由于其独特的性能，在航空航天领域有着广泛的应用，如用于制造高性能的合金等。

3. 以下哪种稀土元素常用于永磁材料？（）A. 镧B. 铈C. 钕D. 钇答案：C解析：钕常用于永磁材料，如钕铁硼永磁材料。

4. 稀土材料的磁性主要源于（）A. 电子自旋B. 电子轨道运动C. 原子核自旋D. 分子热运动答案：A解析：稀土材料的磁性主要源于电子的自旋。

5. 稀土发光材料的发光原理是（）A. 电致发光B. 光致发光C. 热致发光D. 以上都是答案：D解析：稀土发光材料可以通过电致发光、光致发光、热致发光等多种方式实现发光。

6. 以下哪种稀土化合物是红色荧光粉的主要成分？（）A. 氧化铕B. 氧化镝C. 氧化钇D. 氧化钕答案：A解析：氧化铕是红色荧光粉的主要成分。

7. 稀土储氢材料的储氢原理是（）A. 物理吸附B. 化学吸附C. 形成金属氢化物D. 以上都不是答案：C解析：稀土储氢材料通过与氢反应形成金属氢化物来储氢。

8. 以下哪种稀土元素在催化剂领域应用较多？（）A. 镧B. 铈C. 镨D. 钕答案：B解析：铈在催化剂领域应用较多，如汽车尾气净化催化剂。

9. 稀土玻璃中加入稀土元素的主要作用是（）A. 增加硬度B. 改变颜色C. 提高折射率D. 以上都是答案：D解析：在稀土玻璃中加入稀土元素可以起到增加硬度、改变颜色、提高折射率等多种作用。

10. 以下哪种稀土氧化物具有顺磁性？（）A. 氧化钆B. 氧化铽C. 氧化镝D. 以上都是答案：D解析：氧化钆、氧化铽、氧化镝都具有顺磁性。

第章稀土元素习题答案第九章稀土元素【习题答案】9.1 什么叫内过渡元素？什么叫镧系元素？什么叫稀土元素？解：内过渡元素：指镧系和锕系元素，位于f区，也称为内过渡元素。

镧系元素：从57号元素镧到第71号元素镥，共15种元素，用Ln表示。

稀土元素：是15个镧系元素加上钪（Sc）和钇（Y），共计17个元素。

9.2 从稀土元素的发现史，你能得到何种启示？解：请阅读“9.1.1 稀土元素的发现”一节的内容，体会科学研究的精神。

9.3 稀土元素在地壳中的丰度如何？主要的稀土矿物有哪些？世界和我国的稀土矿藏分布情况如何？解：稀土元素在地壳中的丰度如下表所示：元素名称Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm 丰度/g·t－1 5 28.1 18.3 64.1 5.53 23.9 4.5×10－20 6.47元素名称Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 丰度/g·t－1 1.06 6.36 0.91 4.47 1.15 2.47 0.20 2.66 0.75主要的稀土矿物有独居石、氟碳铈矿、磷酸钇矿等。

我国稀土资源极其丰富，其特点可概括为：储量大、品种全、有价值的元素含量高、分布广。

已在18个省市发现蕴藏各类稀土矿，储量占世界已探明稀土矿藏的55％左右。

南方以重稀土为主，内蒙古以轻稀土为主。

在内蒙古包头市北边白云鄂博，称为“世界稀土之都”，储量占全国储量70％以上。

国外稀土资源集中在美国、印度、巴西、澳大利亚和俄罗斯等国。

9.4 如何从稀土矿物中提取稀土元素？解：从稀土矿物中提取稀土元素主要包括三个阶段：（1）精矿的分解：利用化学试剂与精矿作用使稀土元素富集在溶液或沉淀中，与伴生元素分离开来。

方法可分为干法和湿法。

（2）化合物的分离与纯化：从混合稀土氧化物或混合稀土盐中分离出单一的稀土元素。

方法有分级结晶法、分级沉淀法、选择性氧化还原法、离子交换法、溶剂萃取法等。

人工“夜明珠”—稀土元素钷阅读理解答案如果世界一片漆黑那会是很恐怖的事，但是化学家们发现钷元素可以给人类带来光明和创造力。

下面是本店铺整理的人工“夜明珠”—稀土元素钷阅读理解答案，一起来看看吧。

人工“夜明珠”——稀土元素钷阅读原文及试题①最近你的朋友圈一定被某种“土”刷了屏。

没错，它就是稀土这一直存在于中学地理课本中的概念，最近已经成为热议的“高频词”。

作为一种不可再生的稀缺性战略资源，稀土被誉为“超级工业味精”。

中国不仅仅是占全球稀土产量超70%的开采大国，更是全球稀土最大的加工厂。

钷（pǒ）元素是“万能之土”稀土元素家族成员之一，被誉为人工“夜明珠”。

钷元素的性质，使得其在人类生活中大放光彩。

②钷元素（ Promethium）的名字来源于希腊神话中的英雄——天神普罗米修斯。

在希腊神话传说中，众神之王宙斯为了永远统治大地，故意不给人类降火。

而英雄的天神普罗米修斯看到人类没有火的生活十分悲惨，便决心违抗宙斯意志，冒着生命危险到太阳神阿波罗那里盗取火种并将其带到人间，给人类带来光明、温暖和安全。

稀土元素钷的名字来源，似乎也预示着稀土元素将给人类带来光明和创造活力。

③稀土家族光明之神是如何诞生的？1945年美国橡树岭国立实验室的化学家马林斯基、格伦丁宁和克里尔，从原子反应堆用过的铀燃料中用离子交换法成功分离出一种新的化学元素，即元素周期表中的61号元素，随后将这种元素以希腊神话中的英雄天神普罗米修斯的名字命名为钷。

钷的发现使当时元素周期表上的空白全部被填满，“失踪元素”全部被找到。

④怎样才能制取钷呢？在核反应堆中用中子轰击钕（nǚ）可以得到钷的同位素。

钷的所有同位素半衰期都比较短，所以长期以来，人们普遍认为自然界中不存在钷。

然而，1964年有报道称，芬兰科学家从天然磷灰石中分离出82微克的钷；1965年荷兰的一个磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了钷的痕量成分。

所以人们认为作为天然核裂变产物，自然界中也存在极微量的钷，只是这极微量的钷并无提取价值，要生产利用钷，必须采用核反应堆人造元素的办法。

第一章测试1.下列属于轻稀土的是（）。

A:镥钪钇B:铈镨钕C:钪钇钕D:镝钬铒答案:B2.用于工业提取稀土元素的矿物主要有（）、磷钇矿、氟碳铈矿和风化壳淋积(离子吸附)型矿。

A:独居石矿B:高岭石矿C:火成岩矿D:花岗岩矿答案:A3.1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)首次分离出稀土元素（）。

A:钕B:镨C:铈D:钇答案:D4.2012年6月20日，国务院新闻办发布《中国的稀土状况与政策》白皮书。

该文件指出，中国以（）%的稀土资源承担了世界90%以上的市场供应。

A:30B:21C:23D:18答案:C5.现在用于工业提取稀土元素的矿物不包括（）：A:磷钇矿B:氟碳铈矿C:莫来石D:独居石答案:C6.稀土是非常宝贵的资源，是化学元素周期表中镧系元素再加上性质相近的钪、钇等（）种元素的总称。

每种稀土元素都有着极丰富的光、电、热、磁特性。

A:16B:1 7C:18D:15答案:B7.最后一个被发现的稀土元素是1 947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等分离出稀土元素（）。

A:镨B:钷C:铈D:钇答案:B8.钇组稀土或者是（）稀土，它包括的有钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇。

A:小B:重C:大D:轻答案:B9.稀土铕Eu和镱Yb，它们的外层电子是和，所以说Eu跟Yb也能够有正（）价氧化态。

A:1B:4C:2D:6答案:C10.在中国包头的白云鄂博稀土占了83%，山东8% 其他四川南方七省区和其他呢？各占3%，以包头为主，我们的稀土矿物特点是（）。

A:东轻西重B:北轻南重C:东轻南重D:北重南轻答案:B第二章测试1.稀土无机发光材料通常由无机物基质、激活剂和（）组成。

具体的说，我们是将激活剂、以及其共掺杂离子敏化剂一起掺杂到无机基质晶格中，其中刚性的基质晶格会为激活剂和敏化剂提供一个稳定的微环境。

掺入基质中的激活剂，既可以被激发能量直接激发，或者通过敏化剂的能量传递被间接激发，这样激活剂便会发光。

–第九章 稀土元素【补充习题及答案】1．为什么钇（Y ）被列入重稀土组？答案：由于镧系收缩，使Y 3＋半径与Er 3＋半径相近，化学性质与重稀土相似，在自然界常共生，因此Y 被列入重稀土组。

2．水溶液中如何将Eu 3＋与其他Ln 3＋分离？ 答案：先把Eu 3＋还原为Eu 2＋，如： 2 Eu 3＋（aq ）＋ Zn （Hg ）→ 2 Eu 2＋（aq ）＋ Zn （aq ） 再利用Eu 2+与其他Ln 3＋硫酸盐溶解性的不同，在稀硫酸中使EuSO 4沉淀出来。

3．如何将Ce 3＋与其他镧系Ln 3＋离子分离？ 答案：可将Ce 3＋氧化成Ce 4＋，再将Ce 4＋与其他Ln 3+离子分离。

例如形成氢氧化铈沉淀： HCl Ce(OH)O H Cl 21Ce(OH)4223+↓⎯→⎯++4．镧系元素氢氧化物Ln(OH)3的碱性接近碱土金属氢氧化物的碱性，但Ln(OH)3的碱性随Ln 3+离子的半径的递减而有规律的减小，为什么?答案：由φ ＝Z / r 可知，从La 3＋到Lu 3＋离子半径减小，φ 增大，所以Ln －O 键增强，因此，碱式电离趋势从La(OH)3到Lu(OH)3减小。

5．根据元素的化学性质解释，在使用离子交换法之前，可先把铈和铕从镧系元素中分离出去。

答案：由于Ce 4＋远比Ln 3＋易生成氢氧化物沉淀，而Eu 2＋的氢氧化物比其他Ln 3＋的氢氧化物开始沉淀的pH 高得多，因此易与其他Ln3＋ 分离。

所以用离子交换色谱法前，可先把混合稀土中的Ce 3＋氧化为Ce 4＋/把Eu3＋ 还原为Eu 2＋而分离出去。

6．如何制备无水LnF 3？ 答案：可用半水氟化物LnF ·½H 2O 在真空中加热到300 ºC 或在气氛中加热到约600 ºC 脱水而得。

也可用倍半氧化物与气体在700 ºC 下加热8小时制得。

7．完成反应方程式：(1) 镧、铈、镨、铽草酸盐的高温分解。

中国稀土招聘考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 稀土元素主要是指周期表中的哪些元素？A. 镧系元素B. 锕系元素C. 镓系元素D. 铀系元素答案：A2. 稀土元素在地壳中的含量大约是多少？A. 0.001%B. 0.01%C. 0.1%D. 1%答案：B3. 稀土元素中，哪一种元素被称为“工业维生素”？A. 铈B. 镨C. 钕D. 钐答案：B4. 稀土元素在哪些领域有广泛应用？A. 电子、冶金、石油化工B. 农业、医药、环保C. 军事、航空、航天D. 所有以上选项答案：D5. 中国稀土资源储量占全球的比例是多少？A. 20%B. 30%C. 40%D. 50%答案：C6. 稀土元素的分离和提纯主要采用哪种方法？A. 化学沉淀法B. 溶剂萃取法C. 离子交换法D. 以上都是答案：D7. 稀土元素在发光材料中的应用主要体现在哪些方面？A. 荧光灯B. LED灯C. 激光器D. 所有以上选项答案：D8. 稀土元素在永磁材料中的作用是什么？A. 提高磁性B. 降低成本C. 增加硬度D. 减少重量答案：A9. 稀土元素在催化材料中的主要作用是什么？A. 提高反应速率B. 降低反应温度C. 减少副反应D. 所有以上选项答案：D10. 稀土元素在玻璃制造中的主要作用是什么？A. 改变颜色B. 提高透明度C. 增加强度D. 以上都是答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 稀土元素在以下哪些领域有重要应用？A. 永磁材料B. 电池材料C. 催化剂D. 陶瓷材料答案：ABCD2. 稀土元素的主要提取方法包括哪些？A. 化学沉淀法B. 溶剂萃取法C. 离子交换法D. 电解法答案：ABCD3. 稀土元素在以下哪些产品中有应用？A. 智能手机B. 风力发电机C. 电动汽车D. 光纤通信答案：ABCD4. 稀土元素在以下哪些领域中起到关键作用？A. 军事装备B. 航空航天C. 信息技术D. 新能源答案：ABCD5. 稀土元素的主要生产国家包括哪些？A. 中国B. 美国C. 澳大利亚D. 俄罗斯答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 稀土元素是周期表中的稀有元素。

第10章习题1 简要回答问题(1) 什么叫稀土元素? 什么叫镧系元素?答：参见本书10.1节《概述》。

(2) 镧系收缩的原因是什么? 简述镧系收缩造成的影响。

答：关于镧系收缩的原因参见本书10.1.2节《原子半径和离子半径》。

由于镧系收缩的影响，使第二、三过渡系的Zr和Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素的半径相近，化学性质相似，分离困难。

(3) 为什么Eu、Yb原子半径比相邻元素大? 而Ce又小?答：① Eu、Yb元素参与形成金属键的电子数为2，Ce为3.1，其余为3.0；② Eu、Yb具碱土性；③ Eu、Yb的f7、f14的半充满和全充满的结构能量低、稳定、屏蔽大，核对外面的6s电子吸引较弱。

(4) 为什么镧系元素的电子结构在固态和气态不同?解：参见本书10.1.1节《镧系元素的价电子层结构》。

(5) 镧系离子的电子光谱同d区过渡金属离子相比有何不同? 为什么?解：除La3＋、Lu3＋离子的4f电子层是全空(4f0)和全满(4f14)之外，其余Ln3＋离子4f轨道上的电子数由1到14，这些电子可以在7条4f简并轨道上任意排布，这样就会产生各种光谱项和能级。

4f 电子在不同能级间跃迁可以吸收或发射从紫外经可见直至红外区的各种波长的电磁辐射。

通常具有未充满的4f电子壳层的原子或离子，可以观察到的光谱线大约有30 000条，而具有未充满d电子壳层的过渡金属元素的谱线约有7 000条。

在理论上，f→f跃迁产生的谱线强度不大。

但是某些f→f跃迁的吸收带的强度，随镧系离子周围环境的变化而明显增大(这种跃迁称为超灵敏跃迁)。

这可能是由于配体的碱性、溶剂的极性、配合物的对称性以及配位数等多种因素的影响，亦即离子周围环境的变化，再加上镧系离子本身的性质等诸因素的综合作用所引起的。

镧系离子的吸收谱带范围较广且镧系离子光谱谱带狭窄，表明电子跃迁时并不显示激发分子振动，狭窄的谱带意味着电子受激发时分子势能面几乎没有变化，这与f 电子与配体只存在弱相互作用相一致。

%)为：41.24，41.27, 41.23, 41.26。

求分析结)% = 41.25%第2章2•某试样经分析测得含锰质量分数(果的平均偏差、标准偏差和变异系数。

(41.24 41.27 41.23 41.26(4各次测量偏差分别是d 1=-0.01% d 2=+0.02% d 3=-0.02% d 4=+0.01%S 0.018 CV=x X 100%=415100%=0.044%3 .某矿石中钨的质量分数(%)测定结果为：20.39, 20.41 , 20.43。

计算标准偏差s及置信度为95%时的置信区间。

20.39 20.41 20.43 (0.02)2£(0.02)2解：X =3 %=20.41% s= 1 3/ %=0.02%查表知，置信度为 95%, n=3时，t=4.303"+4.303X0.02卩=(20.41 士 -- -j =— )% =(20.41 士 0.05)%6.测定试样中 P 2O 5质量分数(%),数据如下：8.44, 8.32, 8.45, 8.52, 8.69, 8.38 .用Grubbs 法及Q 检验法对可疑数据决定取舍，求平均值、平均偏差 d 、标准偏差s 和置信度选90%及99%的平均值的置信范围。

解：将测定值由小到大排列 8.32, 8.38, 8.44, 8.45, 8.52, 8.69.可疑值为X n(1)用Grubbs 法决定取舍 8.69为可疑值由原始数据求得X =8.47% s=0.13%X n —X 8.69-8.47G 计算= s =0.13=1.69查表2-3，置信度选 95%, n=6时，G 表=1.82 G 计算v G 表，故8.69%应予保留。

(2) 用Q 值检验法_X n-X n) 8.69-8.52Q 计算=^T=8.69£.32 =°.46v'| di=(0.01 0.02 0.02 0.01)% = 0.015%di2 2 2(0.01 )2■ (0 .02 )2■ (0 .02 )2 - (0 .01 )n -14 _1嗨0.018%查表2-4, n=6 时，Q0.90=0.56 Q 计算v Q 表故8.69%应予保留。

稀土材料科学试题答案一、选择题1. 稀土元素是指周期表中的哪些元素？A. 镧系元素及锕系元素B. 镧系元素及钪、钇C. 镧系元素及锕系元素和钪、钇D. 镧系元素及钪、钇和锆、铪答案：B2. 下列哪个稀土元素具有最强的磁性？A. 钕B. 镝C. 钬D. 镱答案：B3. 稀土元素的命名源于它们在地壳中的分布特性，以下哪个描述是正确的？A. 稀土元素在地壳中分布广泛且含量丰富B. 稀土元素在地壳中分布集中，易于开采C. 稀土元素在地壳中分布稀少，提取困难D. 稀土元素在地壳中分布均匀，但提取成本高答案：C4. 稀土元素在工业上的应用主要得益于它们的哪些特性？A. 高密度B. 高熔点C. 独特的电子结构D. 放射性答案：C5. 稀土元素中，哪个元素被广泛用于制造玻璃和陶瓷的着色剂？A. 镧B. 铕C. 钇D. 铈答案：B二、填空题1. 稀土元素是指周期表中的镧系元素，包括从镧到________的15个元素，以及与镧系元素化学性质相似的________和________。

答案：镣；钪；钇2. 稀土元素的开采和加工对环境有较大的影响，其中________是稀土开采过程中常见的环境污染问题。

答案：放射性废料3. 在稀土元素的提取过程中，通常使用________或________作为溶剂进行离子交换法提取。

答案：硫酸；氢氧化钠4. 稀土元素的一个重要应用是在永磁材料的制造中，其中________-铁-硼合金是最常用的一种永磁材料。

答案：钕5. 稀土元素在催化剂、抛光粉、玻璃、陶瓷等领域有着广泛的应用，例如在玻璃制造中，添加________可以制造出不同颜色的玻璃。

答案：铈三、简答题1. 请简述稀土元素的地壳分布特点及其对开采的影响。

答：稀土元素在地壳中的分布相对稀少，且分布不均，主要集中在某些特定的矿床中。

这种分布特点导致了开采难度大、成本高，同时由于稀土元素的提取过程复杂，对环境的影响也较大，需要采取有效的环境保护措施。

稀土材料科学与工程基础知识单选题100道及答案解析1. 稀土元素不包括以下哪种？（）A. 镧B. 铍C. 铈D. 镨答案：B解析：铍不是稀土元素，稀土元素包括镧系元素以及钪和钇共17 种元素。

2. 稀土材料在以下哪个领域应用广泛？（）A. 农业B. 纺织业C. 航空航天D. 食品加工业答案：C解析：稀土材料具有独特的物理和化学性质，在航空航天领域有广泛应用，如用于制造高性能合金、永磁材料等。

3. 以下哪种稀土元素在地壳中的含量最高？（）A. 铈B. 镧C. 钕D. 镝答案：A解析：铈在地壳中的含量相对较高。

4. 稀土永磁材料的主要特点是（）A. 高矫顽力B. 低剩磁C. 低磁能积D. 易磁化答案：A解析：稀土永磁材料具有高矫顽力的特点，使其具有较好的磁稳定性。

5. 稀土发光材料中常见的激活剂是（）A. 稀土元素B. 过渡金属元素C. 碱金属元素D. 碱土金属元素答案：A解析：在稀土发光材料中，稀土元素常作为激活剂。

6. 以下哪种方法常用于稀土元素的分离提纯？（）A. 电解法B. 萃取法C. 蒸馏法D. 过滤法答案：B解析：萃取法是常用于稀土元素分离提纯的有效方法。

7. 稀土储氢材料的储氢原理是（）A. 物理吸附B. 化学吸附C. 形成氢化物D. 溶解答案：C解析：稀土储氢材料通过与氢反应形成氢化物来实现储氢。

8. 稀土催化剂在石油化工中的主要作用是（）A. 提高反应速率B. 降低反应温度C. 提高产物选择性D. 以上都是答案：D解析：稀土催化剂在石油化工中能提高反应速率、降低反应温度和提高产物选择性。

9. 以下哪种稀土氧化物具有荧光性质？（）A. 氧化铕B. 氧化钐C. 氧化镥D. 氧化铒答案：A解析：氧化铕具有较强的荧光性质。

10. 稀土元素的电子构型特点是（）A. 4f 电子未填满B. 5d 电子未填满C. 6s 电子未填满D. 4p 电子未填满答案：A解析：稀土元素的特征是4f 电子未填满。

化学选择题大全及答案解析1.下列元素中，不属于稀土元素的是（）。

A. Eu B. Sm C. Te D. Ce 答案：C 解析：稀土元素是指地壳中含量较少的一组元素，元素周期表中的镧系和镝系元素称为稀土元素。

2.下列化合物中，属于离子键化合物的是（）。

A. H2O B. H2 C. Cl2 D. NaCl 答案：D 解析：NaCl是氯化钠，其中钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)之间通过电子转移形成离子键。

3.下列物质中，不属于气体的是（）。

A. H2 B. N2 C. Hg D. O2 答案：C 解析：Hg是汞，为液态，在常温下存在；其他为气体。

4.下列物质中，不属于酸的是（）。

A. HCl B. NaOH C. H2SO4 D. HNO3 答案：B 解析：NaOH为氢氧化钠，为碱性物质，不属于酸。

5.下列状态变化中，不属于物理变化的是（）。

A. 沸腾 B. 燃烧 C. 溶解D. 融化答案：B 解析：燃烧是化学变化，其他为物理变化。

6.下列物质中，不属于单质的是（）。

A. 碳 B. 氧 C. 氯 D. H2O 答案：D 解析：H2O是水，属于化合物，不是单质。

7.下列物质中，具有碳元素的是（）。

A. 铁 B. 铝 C. 乙醇 D. 氯化钠答案：C 解析：乙醇的分子式为C2H5OH，含有碳元素。

8.下列化学反应中，属于氧化反应的是（）。

A. 2H2 + O2 → 2H2O B.2H2O → 2H2 + O2 C. 2H2 + Cl2 → 2HCl D. 2HCl → 2H2 + Cl2 答案：A 解析：氧化反应是指与氧气反应的反应过程。

9.下列气体中，属于稀有气体的是（）。

A. H2 B. N2 C. Ar D. Cl2 答案：C 解析：稀有气体指元素周期表第18族气体，包括氦(He)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)。

10.下列物质中，不属于酸性物质的是（）。

A. HCl B. H2SO4 C. KOH D. HNO3 答案：C 解析：KOH为氢氧化钾，为碱性物质，不属于酸性物质。

稀土元素化学习题答案1．简要回答下列问题：(1)什么叫稀土元素？什么叫镧系元素？答：稀土元素：镧系元素以及与镧系密切相关的钪(Sc)、钇(Y)共17种元素，称为稀土元素。

镧系元素：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）等15种元素。

(2) 何谓“镧系收缩”，说明其产生的原因。

答：镧系收缩是指从镧到镥随着原子序数的增加，它们的原子半径、离子半径均逐渐减小的现象。

原因：镧系元素中每增加一个质子，相应的一个电子进入4f轨道，而4f电子对原子核的屏蔽作用与内层电子相比较小，有效核电荷数增加较大，核对最外层电子的吸引力增加。

(3) 为什么镧系元素的电子结构在固态和气态不同？这对元素的特性会造成什么影响？答：金属由气态变为固态，原子间通过金属键的形式结合为金属晶体，该过程价层轨道重叠，由于镧系原子外层轨道的伸展程度是按4f-5d-6s的顺序增大的，即4f轨道的相互重叠比5d、6s轨道困难得多，当镧系元素的原子间形成金属键时，主要是通过6s及5d 轨道的重叠，而4f轨道并不参与。

由于，电子迁跃需要吸收能量（激发能），但迁跃的结果，增加了一个成键电子，可以释放出一份成键能。

对于大多数镧系元素的原子，成键能大于激发能，从而导致4f电子向5d的跃迁。

影响：使镧系金属键的成键电子数除Eu、Yb外其余都为3。

为什么镧系元素彼此间化学性质的差别比锕系元素彼此间的差别要小得多？答：锕系的收缩一般比镧系的收缩要小一些。

(5) 镧系离子的电子光谱同d区过渡金属离子相比有什么不同？为什么？答：镧系离子可以观察到的光谱线大约有30000 条，而具有未充满d电子壳层的过渡金属元素的谱线约有7000条。

镧系离子的电子光谱呈窄的线状，光谱的位移和劈裂受环境的影响较小，而d区过渡金属离子吸收光谱为带状光谱。

1.试述稀土元素的原子序数、符号、名称、分类方法及其依据。

镧系元素：位于周期表的第六周期的57号位置上。

57镧(La)，58铈(Ce)，59镨(Pr)，60钕(Nd)，61钷(Pm)，62钐(Sm)，63铕(Eu)，64钆(Gd)，65铽(Tb)，66镝(Dy)，67钬(Ho)，68铒(Er)，69铥(Tm)，70镱(Yb)，71镥(Lu) 。

非镧系稀土元素：21钪(Sc)，39钇(Y)。

分类方法及依据：国际理论与应用化学联合会(IUPAC)为了避免名称上的混乱，在1968年推荐把镧以后的原子序数为58—71铈至镥等14个元素称为镧系元素，把钪、钇、镧和镧系元素一起称为稀土元素。

稀土分组按化学性质：轻稀土(铈组)La~Eu；重稀土(钇组)Gd~Lu, Y按分离工艺：轻稀土La~Pm, 中稀土Sm~Dy, 重稀土Ho~Lu, Y2.稀土元素电子层结构有何特点？它与稀土元素间化学性质的相似性及相异点有何关系？何为镧系收缩？产生的原因是什么？根据能量最低原理，镧系元素自由原子的基态电子组态有两种类型：[Xe]4fn6s2和[Xe]4fn-15d16s2其中[Xe]＝1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6。

La后其它的元素，电子填充4f轨道，两种情况4fn-15d16s2 ；4fn6s2ШB族基态价电子层结构21 Sc 3d14s2 1s22s22p63s23p63d14s239 Y 4d15s2 1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s257 La 5d16s2 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p65d16s289 Ac 6d17s2遵循洪特规则，即等价轨道全充满、半充满或全空的状态比较稳定。

三价镧系离子的基组态、基谱项和基支谱项在镧系中从镧至钆（或铕）和从钆至镥的周期性变化的这种离子内部结构的特征，正是镧系元素分为轻镧系元素（镧至钆）和重镧系元素（钆至镥）的内在原因，是镧系元素化合物性质在该系列中变化的某些规律性（如四分组效应等）的内在特性的反映。

稀土材料学科基础试题答案一、选择题1. 稀土元素是指周期表中的哪些元素？A. 镧系元素B. 锕系元素C. 镧系和锕系元素D. 镧系和锆系元素答案：A2. 下列哪个稀土元素具有最强的磁性？A. 钕B. 镨C. 铽D. 镝答案：D3. 稀土元素的主要用途是什么？A. 制作肥料B. 制造武器C. 用于电子和光学材料D. 建筑行业答案：C4. 稀土元素的开采和加工对环境有何影响？A. 无影响B. 造成严重污染C. 有益于环境D. 仅影响局部气候答案：B5. 稀土元素的回收再利用的主要难点是什么？A. 技术不成熟B. 成本过高C. 回收率低D. 所有以上因素答案：D二、填空题1. 稀土元素是指周期表中的镧系元素，包括从镧到________的15个元素，以及与镧系元素化学性质相似的________和________。

答案：镥；钪；钇2. 稀土元素由于其独特的________和________性质，被广泛应用于新能源、电子、光学、磁性材料等领域。

答案：电子结构；化学3. 稀土元素的开采过程中，通常会伴随着大量的________和________，对环境造成严重破坏。

答案：废矿渣；废水4. 稀土元素的全球分布极不均匀，其中________国家是全球最大的稀土生产国。

答案：中国三、简答题1. 请简述稀土元素的分类及其特点。

答：稀土元素分为轻稀土和重稀土两大类。

轻稀土包括镧、铈、镨、钕、钷等，它们在地壳中的含量相对较高，易于开采，但应用范围相对较窄。

重稀土包括钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及钪和钇，它们在地壳中的含量较低，开采难度大，但应用范围广泛，尤其在高科技领域具有重要价值。

2. 稀土元素的开采和使用对环境有哪些负面影响？答：稀土元素的开采和使用对环境的负面影响主要包括：大量废矿渣的产生，这些废渣中含有重金属和其他有害物质，如果处理不当，会对土壤和地下水造成污染；废水的排放，含有酸性或碱性物质以及放射性物质，会污染地表水和地下水资源；此外，开采过程中还会破坏地表植被，影响生态平衡。

萃取冶金学习题(带答案)第一章习题一、问答题1、稀土元素存有哪些？（原子序数从57-71的15种镧系元素以及与镧系元素性质上相似的y、sc）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）钇（y）钪（sc）2、南方离子矿中15种稀土元素（钷除外），按p204分组工艺原理，可以分成哪三组？轻稀土中稀土重稀土la～ndmsmeugdmtb～luy3、什么就是提炼？提炼、冲洗、反萃的目的和促进作用各就是什么萃取：两种不相混溶的液相，经充分混合接触，物质从一相转移到另一相的过程。

萃取目的:冲洗目的：提升有机二者产品的纯度，提升水相产品的收率。

反萃目的：1）从有机看中废旧产品。

2）有机二者可再生循环采用。

4、稀释剂和盐析剂的促进作用就是什么？稀释剂改善有机相的物理性能（如比重、粘度，流动性）调节萃取剂的浓度盐析剂溶水，不被提炼，不与体系中其它组分出现促进作用，但可以提升提炼能力的无机盐越多的阳离子,盐析效应越大）5、描述萃取平衡的重要参数主要有哪几个?各代表的意义是什么？如何计算？定量描述萃取平衡的几个重要参数分配比：物质被提炼的程度。

d越大越易萃入有机二者分离系数:两组分分离的难易程度提炼百分率：萃入有机看中的金属量占到料液中的金属量的百分率萃取比：饱和状态容量:单位提炼剂对金属的最小提炼量，(m)s,mol/l（半径越小，电荷6、什么是萃取等温线及萃取剂饱和容量？饱和容量的用途有哪些?提炼等温线:在一定温度下，均衡时被提炼物在有机相的浓度和在水相的浓度关系曲线称作提炼均衡线或提炼等温线。

萃取剂的饱和容量：单位萃取剂对金属的最大萃取量，(m)s,mol/l用途（1）确认较之r某料液，=0.2mol/l，50%re萃入有机二者，较之r=？（2）确认萃合物的共同组成1mol/lp507+煤油，=0.167mol/l，则re：p507=？7、提炼的条件和两个基本操作各就是什么？条件：（1）两较之轻相同（2）两萨穆德混溶两个操作：混合：两相进行充分接触，完成传质过程。

绪论答案1.概述地球化学学科的特点。

答题要点：1)地球化学是地球科学中的一个二级学科；2)地球化学是地质学、化学和现代科学技术相结合的产物；3)地球化学既是地球科学中研究物质组成的主干学科，又是地球科学中研究物质运动形式的学科；地球化学既需要构造地质学、矿物学、岩石学作基础，又能揭示地质作用过程的形成和发展历史，使地球科学由定性向定量化发展；4)地球化学已形成一个较完整的学科体系，仍不断与相关学科结合产生新的分支学科；5)地球化学作为地球科学的支柱学科，既肩负着解决当代地球科学面临的基本理论问题—天体、地球、生命、人类和元素的起源和演化的重大使命，又有责任为人类社会提供充足的矿产资源和良好的生存环境。

2.简要说明地球化学研究的基本问题。

答题要点：1)元素及同位素在地球及各子系统中的组成（丰度和分配）；2)元素的共生组合及赋存形式；3)元素的迁移和循环；4)研究元素（同位素）的行为；5)元素的地球化学演化。

3.简述地球化学学科的研究思路和研究方法。

答题要点：研究思路：见微而知著，即通过观察原子之微，以求认识地球和地质过程之著。

研究方法：一）野外阶段：1)宏观地质调研。

明确研究目标和任务，制定计划；2)运用地球化学思维观察认识地质现象；3)采集各种类型的地球化学样品。

二）室内阶段：1)“量”的研究，应用精密灵敏的分析测试方法，以取得元素在各种地质体中的分配量。

元素量的研究是地球化学的基础和起点，为此，对分析方法的研究的要求：首先是准确；其次是高灵敏度；第三是快速、成本低；2)“质”的研究，即元素的结合形式和赋存状态的鉴定和研究；3)地球化学作用的物理化学条件的测定和计算；4)归纳、讨论：针对目标和任务进行归纳、结合已有研究成果进行讨论。

4.地球化学与化学、地球科学其它学科在研究目标和研究方法方面的异同。

答题要点：地球化学与与研究地球物质成分的矿物、岩石、矿床学和化学的关系如下表从表中我们可以看出：1)地球化学是研究元素在地球、地壳中演化活动的整个历史，而矿物、岩石、矿床等学科仅研究元素全部活动历中的某个阶段；2)地球化学是在自然界，又具有空间上条件的不均一性，时间上单向演化和阶段性，体系的多组分，多变度及总体的开放性；3)地球化学研究不能脱离基础地质工作，它的一般工作程序仍然是在研究任务的指导下采用先野外，后室内的工作顺序，并注意从对地质体的观察来提取化学作用信息，建立地球化学研究构思。