稀土化学(专业课)
《稀土元素化学》课程教学大纲
了解稀土离子的吸收光谱产生的原因、稀土离子吸收光谱的复杂性及其原因、磁性及光谱性质；了解稀土离子的荧光及激光性能；了解稀土荧光材料。
了解什么是电子组态及镧系的原子和离子在基组态时的能级分类并了解影响能级分类的因素；了解S-L耦合能进行稀土离子磁矩的计算。
（七）稀土元素矿物的分解（2学时）
了解溶剂萃取工艺的三种基本方法，即错流萃取法、逆流萃取法及分馏萃取法；了解溶剂萃取的具体应用，例如Ce的萃取分离，Y的萃取分离等。
了解稀土金属的冶炼方法。
（九）除稀土元素以外的其它丰产元素-钛、钼、钨（8学时）
钛：（3学时）
熟悉第三金属-钛。了解Ti及V、Na、Ta元素的发现史；这些元素的电子构型、性质和应用；存在与分布。
了解各种不同类型的稀土元素的氢化物的形成及其应用。
（三）稀土元素的氧化物（2学时）
熟悉稀土元素的氧化物和氢氧化物；了解稀土元素的高价氧化物、非计量氧化物及低氧化物。
（四）卤化物（2学时）
了解稀土元素的无水卤化物及高低价卤化物
（五）配合物（3学时）
熟悉稀土元素配合物的特点（与d区元素配合物的差别）；熟悉(IV)氧化态的稀土配合物的结构及性质；熟悉(III)氧化态的稀土配合物结构及性质，了解近年来(III)氧化态的稀土配合物的发展；了解(II)氧化态的稀土配合物。
熟悉钛的正常氧化物的制备和性质。
了解钛的混合或复合型氧化物；
了解钛的低价及非计量氧化物；
了解钛的卤化物；
了解钛的配合物，钛的配合物的应用机理、配合反应等。
钼与钨：（5学时）
了解元素的发现史；元素的电子构型、性质和应用；存在与分布。
了解氧化物-MoO3、WO3的结构；钼、钨的还原态及混合价态氧化物；
《稀土元素化学》研究生课程教学大纲
《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。
稀土元素(研)资料课件
供需平衡状况
近年来，全球稀土元素供需状况 总体保持平衡，但未来随着新兴 产业的发展，需求还将继续增长。
市场价格波动
影响因素
稀土元素市场价格波动受多种因素影响，包 括全球供需状况、政策调整、技术进步等。
价格走势
近年来，稀土元素市场价格呈现波动上涨趋势，未 来随着需求的增长，价格仍有上涨空间。
溶剂萃取法
原理
利用不同物质在两种不混溶液体中的溶解度差异，将目标稀土元素从 一种溶剂转移到另一种溶剂中。
步骤
混合、搅拌、分离、回收。
优点
高效、选择性高、操作简便。
缺点
需要大量有机溶剂，可能产生环境污染。
离子交换法
原理 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交 换反应，将目标稀土元素留在离子交换
剂上，从而实现分离。 优点
选择性。
润滑油
02
添加稀土元素可改善润滑油的性能，延长润滑油的使用寿命。
高分子合成
03
在合成高分子材料中加入稀土元素，可改善其热稳定性、光稳
定性和力学性能。
玻璃陶瓷
玻璃
添加稀土元素可改变玻璃的透光性、颜色和电学性能，制造出各 种特殊功能的玻璃。
陶瓷
在陶瓷材料中加入稀土元素，可改善其力学性能、热稳定性和电学 性能。
稀土元素(研)资料课 件
目录
CONTENTS
• 稀土元素简介 • 稀土元素提取技术 • 稀土元素在各领域的应用 • 稀土元素的环境影响 • 稀土元素的市场前景 • 我国稀土政策与法规
01 稀土元素简介
定义与特性
定义
稀土元素是指元素周期表中镧系元素 加上钪和钇共17种元素的总称。
稀土元素地球化学讲解
• 用途：判断某种岩石的母岩特征和区分岩 石类型。
• ② LREE/HREE—轻重稀土元素比值
• 用途：能较好地反映REE的分异程度以及 指示部分熔融残留体和岩浆早期结晶矿物 的特征。是判断残留相或结晶相矿物组合 的重要依据。
③单元素轻重稀土元素比值
T型，过渡型；LaN/SmN≈1
• GdN/YbN：反映了重稀土之间的分馏程度。该值越小， 重稀土富集程度越高。有人用GdN/YbN比值将马提岩划 分成三个组。
④Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce)
Eu
Eu N
SmN GdN
2
Ce CeN
La N PrN 2
第三节 稀土元素地球化学
一 稀土元素的地球化学性质
• 原子序数：57-71 • 价态：主要为三价，
• Eu2+
• Ce4+ • 由于镧系收缩，La系元素的离子半径随原
子序数的增加而稳定缩小。 使其晶体化学 性质相似,在自然界中常常共同迁移、沉淀。
二.稀土的划分：
(1)两分： 轻稀土（LREE）La-Eu 重稀土（HREE）Gd-Lu (2) 三分： 轻稀土（LREE）La-Nd 中稀土（MREE）Sm-Ho 重稀土（HREE）Er-Lu
三.表征REE组成的参数 (1)稀土元素总量（REE） (2)比值
• LREE/HREE
• (La/Yb)N, (La/Lu)N , (Ce/Yb)N, • (La/Sm)N, (Gd/Lu)N (3)异常值 Eu/Eu*(Eu)，Ce/Ce*(Ce)
• ① ∑REE—稀土元素总量
• 单位一般用10-6（ppm）
稀土化学
稀土硫酸盐在水中的溶解度
二、硫酸复盐
1、制备
Na2SO4 K2SO4 (NH4)2SO4
+ RE2(SO4)3•nH2O
XRE2(SO4)3•YMe2SO4•ZH2O 依溶液浓度、沉淀剂过量和温度不同，其 Y/X 比值为1-6。当沉淀剂过量不大时，沉淀复 盐的组成多半是RE2(SO4)3•Me2SO4•nH2O （n=0, 2, 8），在温度高于90℃时，则生成无水 盐。如 Y2(SO4)3•K2SO4•8H2O
6
7 8
5.2 .1 稀土的硫酸盐及其复盐
一、硫酸盐
1、制备 RE2O3 RE(OH)3 +H2SO4 （稀）→RE2(SO4)3•nH2O RE2(CO3)3 Sc：n=6；La：n=9；Ce：n=9、5； 其它稀土元素：n=8 无水盐的制备： 稀土氧化物与过量的浓硫酸反应；水合硫酸盐 高温脱水或酸式硫酸盐的热分解可得。
200-300℃
RE(OH)3 →REO(OH) →RE2O3 从La到Lu离子半径逐渐减小，离子势逐渐增大， 极化能力逐渐增大，失水温度也逐渐降低。 在空气中吸收二氧化碳而生成碳酸盐 RE(OH)3不溶于碱，易溶于无机酸 三价铈的氢氧化物不稳定，在空气中慢慢氧化变 成黄色的四价氢氧化物。可分离铈与其它稀土。
5.8 稀土元素氢化物
5.9 三价稀土离子的化学分析
5.1 稀土元素氧化物和氢氧化物
5.1.1 稀土元素氧化物 5.1.1.1氧化物的制备和结构 （1） 稀土金属的氧化 4RE + 3O2 →2RE2O3 CeO2，Pr6O11 [4PrO2•Pr2O3]，Tb4O7 [2TbO2•Tb2O3] （2） 稀土氢氧化物或含氧酸盐在空气在灼烧 (碳酸盐、草酸盐、硝酸盐、硫酸盐等) RE2(CO3)3 → RE2O3 + 3CO2 ↑ RE2(C2O4)3 + 3/2O2 → RE2O3 + 6CO2↑
稀土元素化学第一章-文档资料
课程说明： 稀土元素化学是对基地班和用化 学班学生开设的一门专业课，计划学 时32学时，2学分。 考试方式：笔试成绩占60％，到 课率占20％，笔记占20％，总评成绩 60分为及格，即可获得2学分。 要求 ：按时上课、认真听课、 记好笔记、认真复习。 参考书：张若桦著，申泮文校 《稀土元素化学》； 徐光宪著《稀土》。
新建 Micr元素周期表.ppt
２.稀土元素基组态电子结构： (1)电子结构： Sc:[Ar]3d14s2 Sc3+:[Ar]3d04s0 Y:[Kr] 4d15s2 Y3+: [Kr] 4d05s0
La:[Xe] 5d16s2 Ce:[Xe]4f1 5d16s2 Pr:[Xe]4f3 6s2 Nd:[Xe]4f4 6s2 Pm:[Xe]4f5 6s2 Sm:[Xe]4f6 6s2 Eu:[Xe]4f7 6s2
La3+:[Xe] 5d06s0 Ce3+: [Xe]4f1 Ce4+: [Xe]4f0 Pr3+: [Xe]4f2 Pr4+: [Xe]4f1 Nd3+: [Xe]4f3 Pm3+: [Xe]4f4 Sm3+: [Xe]4f5 Sm2+: [Xe]4f6 Eu3+: [Xe]4f6 Eu2+: [Xe]4f7
本课程在于使学生对稀土元素的基本 性质及一些重要的稀土功能材料有较详尽 的了解。为你们今后从事稀土化学研究打 下良好的基础。 稀土元素概述；稀土元素电子层结构; 光谱性质及磁性质；稀土荧光激光特性； 正三价化合物；高价和低价化合物；稀土 金属； 稀土配位化合物；稀土元素的提取； 稀土元素的分离；功能材料。
61号元素Pm 的发现： 61号元素Pm 是放射性元素，１４７Pm T1/2:2.64 年，在自然界很难找到它，是铀裂变的产物。 早在1902年B.Braunes推测Nd和Sm之间应有一种 元素，1914 年H.G.Meseley 在发现了X-射线光谱学与 原子序数的简单对应关系后，确认61 号元素的存在。 1926年B.S.Hopkins在X-射线光谱中找到了61号元 素。 1947 年J.A.Marinsky and L.E.Glendenin从铀的 裂变产物中找到了61号元素，命名为钷，半衰期2.64 年。 1972年在天然铀矿提取物中发现钷，从此钷不在是 人工合成元素。
稀土元素及其分析化学课程设计
稀土元素及其分析化学课程设计1. 课程设计背景稀土元素是指在自然界中相对较少的元素，由于其具有独特的电子结构和化学性质，在现代科技领域中起着重要的作用。
稀土元素催化剂在石油化工、燃料电池领域中广泛应用，稀土永磁材料和磁记录材料等在信息产业中有着广泛的应用。
本课程旨在介绍稀土元素及其分析化学的基础知识，通过课堂讲授和实验教学，让学生了解稀土元素的物理化学性质、分析方法和应用。
2. 课程设计目的本课程的主要目的是让学生掌握以下知识：•稀土元素的基本概念、分类和分布；•稀土元素的物理化学性质，包括反应活性、离子化能、原子半径、磁性等；•稀土元素的分析方法，包括光谱法、电化学分析法、萃取分离等；•稀土元素在燃料电池、金属材料、催化剂等领域的应用。
3. 课程内容3.1 稀土元素的基本概念、分类和分布本节课程将介绍稀土元素的定义、分类和分布情况。
首先，讲解稀土元素的化学元素周期表位置，包括元素符号、原子序数、原子量等。
其次，阐述稀土元素的分类方法和主要的稀土矿物资源。
最后，通过相关矿产资源数据对比分析，介绍稀土元素的分布、丰度和开发利用情况。
3.2 稀土元素的物理化学性质本节课程将介绍稀土元素的物理化学性质，包括反应活性、离子化能、原子半径、磁性等。
通过多组实验数据进行对比分析，让学生理解稀土元素的独特特性。
3.3 稀土元素的分析方法本节课程将介绍稀土元素的分析方法，包括光谱法、电化学分析法、萃取分离等。
每种方法将从理论、原理、操作流程等方面进行详细介绍，并配合示范实验让学生掌握具体的实验技能。
3.4 稀土元素的应用本节课程将介绍稀土元素在燃料电池、金属材料、催化剂等领域的应用。
通过介绍实际应用案例，激发学生对于稀土元素应用的兴趣，注意要加强对于低碳经济、能源互联网等领域的示范教学。
4. 实验教学设计通过对于理论知识的介绍，本课程还将以实验教学为主要教学形式，让学生掌握相关的技能。
实验教学设计如下：4.1 稀土元素的分离提取通过萃取分离实验的设计与指导，让学生实际操作稀土元素的提取分离，从中掌握常用的化学分离方法，并通过合成方法和分析手段对提取的样品进行测定。
化学课程 稀土元素 (RE)
Y2O3:Eu ， Y2O2S:Eu Gd2O2S:Tb LaOBr:Tb:Yb
红色 绿色 蓝色
Yf Phosphors
(5) 磁性材料
阿 尔
法
钕铁硼系列、钕钛硼
磁 谱
系列的稀土永磁铁
仪
(6) 超导材料：
1986 年 ,Bedonorz 和 Muller 制出， 35K BaxLa5-xCu5O5(3-y) (x=1 或 0.75) ，由此获得 1987 年诺贝尔物理奖。
鄂博矿
独居石 (Ce,La, Nd,Th) [PO4]
棕红色、黄色，有时褐黄 色，油脂光泽
白云矿 氟碳铈矿 MCO3F
3. 用途 :
(1) 冶金工业 : 稀土产量一半用于冶金 工业
(2) 化学工业 : 稀土催化 剂 石油催化裂解 , 使用镧系元素的氯化物 , 磷
酸盐 (3) 玻璃工业 :
(4) 光学材 料 La 、 Nd 、 Sm 、 Eu
(7) 能源：如储氢材料 LaNi5
(8) 原子能工业： Sm Gd Dy Lu 强烈吸收中子 , 控制反应速
度。
(9) 农业：氯化稀土，硝酸稀土制
成
稀土微肥
(10，)增医产药，：增 甜药。物 、 医 疗 器
械
稀土增效复混肥
上转化材料 (up-conversion materials)
X. G. Liu et al. Nature Mater. 2011, 10, 968–973
13.3 稀土元素 (RE)
1. 概念 :
LLnn++YY++SScc
轻稀土 铈
重稀土
组
钇组
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu (Y) (Sc)
稀土化学专业知识竞赛题库(二)——稀土基础知识
34、金属铽 ：以铽的化合物为原料，采用金属热还原法制得的断口呈银灰色光泽的金属。长期放置在空气中，表面容易氧化。主要用于磁致伸缩合金、磁光记录材料等。
38、金属钬 ：以钬的化合物为原料，采用金属热还原法制得的银白色金属，质软有延展性。在干燥空气中稳定。主要用于磁致伸缩合金的添加剂。金属卤素灯、激光器、磁性材料和光纤材料。
39、氧化钬 ：以含钬的稀土为原料，一般采用溶剂萃取法或离子交换法制得，为淡黄色结晶粉末，在空气中容易吸水、吸气。主要用于激光材料、铁磁性材料、光纤原法制得的断口呈银灰色光泽的金属。质软，在空气中稳定。主要用于硬质合金、有色金属的添加剂、制取其它金属的还原剂等。
41、氧化铒 ：以含铒的稀土富集物为原料，一般采用溶剂萃取法或离子交换法制得，为淡红色粉末，颜色随纯度变化而略有变化，在空气中容易吸水、吸气。主要用于激光材料、玻璃光纤、发光玻璃等。
54、富铈混合稀土金属 ：以铈为主的混合稀土化合物为原料，采用熔盐电解法制得的金属。主要用于储氢材料和金属还原剂。
55、镧铈金属 ：以镧铈氧化物为原料，经熔盐电解法生产制得的金属，主要用于贮氢合金材料和钢材添加剂。
56、镧铈氧化物 ：以镧和铈为主成分的稀土氧化物，主要用作石油裂化催化剂、混合稀土金属及各种稀土盐的原料。
77、氟化钬 ：以钬的化合物为原料，一般采用化学法制得的粉末状的钬的氟化物。主要用于金属钬及合金的制备。
49、氧化钇 ：以含钇的稀土为原料，一般采用溶剂萃取法制得，为白色略带黄色粉末，在空气中容易吸水、吸气。主要用于荧光材料、精密陶瓷、人造宝石、光学玻璃、超导材料等。
稀土概论
专业课程：稀土元素什么是稀土：稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧（读音lan、符号La）、铈（读音shi、符号Ce）、镨（读音pu、符号Pr）、钕（读音nv、符号Nd）、钷（读音po、符号Pm）、钐（读音shan、符号Sm）、铕（读音you、符号Eu）、钆（读音ga、符号Gd）、铽（读音te、符号Tb）、镝（读音di、符号Dy）、钬（读音huo、符号Ho）、铒（读音er、符号Er）、铥（读音diu、符号Tm）、镱（读音yi、符号Yb）、镥（读音lu、符号Lu）以及非镧系的钇（读音yi、符号Y）、钪（读音kang、符号Sc），共17种元素（有的把钪除外）。
称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE或R)。
现已探明稀土元素在地壳中的总储藏量达0.0153％。
在自然界中稀土元素主要以单矿物形式存在，目前世界上已发现的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种。
在目前已发现的250多种稀土矿物和含稀土元素的矿物，适合现今选冶条件的工业矿物仅有10余种：1)含铈族稀土(镧、铈、钕)的矿物：氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钙矿、氟碳钡铈矿和独居石。
2)富钐及钆的矿物：硅铍钇矿、铌钇矿、黑稀金矿。
3)含钇族稀土(钇、镝、铒、铥等)的矿物：磷钇矿、氟碳钙钇矿、钇易解石、褐钇铌矿、黑稀金矿。
稀散元素在自然界里主要以分散状态赋存在有关的金属矿物中，如闪锌矿一般都富含镉、锗、镓、铟等，个别还含有铊、硒与碲；黄铜矿、黝铜矿和硫砷铜矿经常富含铊、硒及碲，个别的还富含铟与锗；方铅矿也常富含铟、铊、硒及碲；辉钼矿和斑铜矿富含铼，个别的还富含硒；黄铁矿常富含铊、镓、硒、碲等。
稀土元素的化学性质相似，但又有各自的特点和微小差异。
稀土元素都是金属元素，其物理特性上，具有某种颜色的光泽和各种形状的晶体结构，密度和熔点较高，电阻系数很大；其化学特性上，原子价都表现为正三价，是典型的活泼金属，其与冷水的作用比较缓慢，而与热水的作用相当剧烈；易与氧化合生成稳定的氧化物，燃点较低、燃烧时放出大量的热，易溶解于酸中而不和碱作用等。
稀土元素分析化学PPT课件
稀土元素具有丰富的电子能级，可与 其他元素形成稳定的化合物，表现出 独特的物理和化学性质，如荧光、催 化、磁性等。
稀土元素在地壳中的分布
分布
稀土元素在地壳中分布广泛，但 相对集中于某些矿物中，如氟碳 铈矿、独居石等。
储量
全球稀土资源丰富，主要分布在 中国、美国、澳大利亚等国家。
稀土元素的重要应用
04
CATALOGUE
稀土元素的分析方法
质谱法
总结词
高灵敏度、高分辨率
详细描述
质谱法是一种通过测量样品离子质量和丰度来进行分析的方法。在稀土元素分析中，质 谱法具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够准确地测定稀土元素的质量数，进而确定元
素组成。
原子吸收光谱法
总结词
高精度、低背景干扰
VS
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁 的分析方法。通过测量特定波长的光被吸 收的程度，可以确定样品中目标元素的存 在和浓度。在稀土元素分析中，原子吸收 光谱法具有高精度和低背景干扰的优点， 能够准确测定稀土元素的含量。
稀土元素分析化学的定义与重要性
定义
稀土元素分析化学是研究稀土元素的性质、组成、结构和形态，以及它们在环 境、材料和生物体内的存在、迁移、转化和检测的科学。
重要性
稀土元素在高科技产业、新材料、新能源等领域具有广泛应用，因此准确测定 稀土元素的含量和分布对于科学研究、工业生产和环境保护具有重要意义。
稀土元素分析化学的主要方法
THANKS
感谢观看
分析准确度与精密度的提高
总结词
提高分析准确度与精密度是稀土元素 分析化学的重要挑战，有助于减小误 差和提高分析质量。
详细描述
随着分析技术的发展，稀土元素分析 化学将不断提高准确度和精密度，减 少误差和不确定性，提高分析质量， 以满足更严格的质量控制和检测要求 。
浅谈稀土-化学讲义
谢 谢！
பைடு நூலகம்
Structural Study of a Series of Layered Rare-Earth Hydroxide Sulfates
Inorg. Chem. 2011, 50, 6667–6672
New Family of Lanthanide-Based Inorganic− Organic Hybrid Frameworks: Ln 2 (OH) 4 [O 3 S(CH 2 ) n SO 3 ]·2H 2 O (Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm; n= 3, 4) and Their Derivatives
Inorg. Chem. 2013, 52, 1755−1761
Layered rare earth hydroxides (LREHs): synthesis and structure characterization towards multifunctionality
Dalton Trans., 2014, 43, 10355–10364
从1794年发现第一个稀土元素钇，到1972年发 现自然界的稀土元素钷，历经178年，人们才把17种 稀土元素全部在自然界中找到。稀土金属的光泽介 于银和铁之间。稀土金属的化学活性很强。
稀土元素（钷除外）在地壳中的丰度相当高， 其中铈在地壳元素丰度排名第25，占0.0068%（与铜 接近），整个稀土元素 地壳中丰都比金大三万倍。
镥和钪。 按萃取分离分类：
轻稀土—镧、铈、镨、钕； 中稀土—钐、铕、钆、铽和镝； 重稀土—钬、铕、铒、铥、镱、镥、钇。
分离提纯
分离提取单一稀土元素，不仅要将这十几个化 学性质极其相近的稀土元素分离出来，而且还必须 将稀土元素和伴生的杂质分离开来。主要有化学法、 离子交换法和溶剂萃取法等。
稀土元素化学(共10张PPT)
2.稀土氧化物的性质
稀土氧化物除Ce,Pr,Tb外可用RE2O3通式表示，可通过灼烧氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的氢氧化物、 RE2(CO3)3或RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11，Tb4O7等化合物。
在封闭管中，将金属RE与S 按一定的比例混合，缓慢升温，然后保持在1000℃，即可得到RES. RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即RE和S的配位数为6。
相应的盐，并放出硫化氢。 2.硫化物的熔点较高，RE2S3在熔点时有较高的蒸汽压，在高温时分解， 如Sm2S3与1800℃分解成Sm3S4和S，Y2S3在1700℃分解为Y5S7.
第6页，共10页。
（3）结构
RES的结构属于面心立方NaCl型结构，每个RE原子周 围有6个S原子，而每个S原子周围有6个RE原子，即 RE和S的配位数为6。
（五）氧化物和氢氧化物
1.稀土氧化物的制备
稀土氧化物除Ce,Tb,Pr外可用RE2O3通式表示，它可通过灼烧氢 氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3制备，在空气中灼烧Ce,Pr,Tb的灼 烧氢氧化物、RE2(CO3)3,RE2(C2O4)3，则得到CeO2,Pr6O11和Tb4O7
等氧化合物
第5页，共10页。
Ce2S3 → Ce3S4→ CeS
混RE合N物遇加水热后稀到会1土缓0慢00中水~1解2E0并0u℃放S。出不氨气能： 用该法制备，但可用H2S和EuCl反应制得。
稀土氢氧化物是一种胶状沉淀，受热不稳定，高于200℃，则发生脱水反应生成REO(OH),温度高则会生成RE2O3。 REN遇水后会缓慢水解并放出氨气：
稀土化学10离子交换法分离稀土元素
离子交换树脂的单元结构由不溶性的三维空间网状
骨架（常以R表示）和连接在骨架上的交换基团 （如-SO3H）两部分组成，如强酸性阳离子交换树 脂常用符号R-SO3H表示。 由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的珠体骨架为不溶性 的三维空间网状骨架，其中二乙烯苯称为交联剂， 其作用是使骨架部分具有三维网状结构，增加骨架 强度。 交联剂在骨架中的重量百分数称为交联度，一般为 7-12%。 交换基团由固定在骨架上的荷电基团（如-SO3-）和 具相反电荷的可交换离子（如H+）两部分组成，交 换基团中的可交换离子可与溶液中的同符号离子进 行交换。
10 离子交换法分离稀土元素
10.1概述
10.1.1原则流程 离子交换法的实质是存在于溶液中的目的组 分离子与固体离子交换剂之间进行复分解 反应，使溶液中的目的组分离子选择性地 由液相转入固体离子交换剂中，然后采用 适当的试剂淋洗被目的组分离子饱和的固 体离子交换剂，使目的组分离子重新转入 液相，从而达到净化富集和分离目的组分 的目的。
于表10-1中。
国产离子交换树脂的旧型号用三位数表示，
第一位数统以“7”表示，第二位数表示类 型（“0”为弱碱性、“1”为强碱性、“2” 为弱酸性、“3”为强酸性），第三位数为 生产序号，如732树脂为强酸性阳离子交换 树脂。
国内常用离子交换树脂列于表10-2中。
表10-1国产树脂分类代号及骨架代号
离子交换树脂的操作交换容量分静力学容量和
动力学容量。 静力学容量是静态吸附（如槽作业）时离子交 换树脂的操作容量，动力学容量是动态吸附 （如柱作业）时离子交换树脂的操作容量。 生产中较常采用柱作业，故动力学容量具有较 大的实际意义。 动力学操作容量分漏穿容量和饱和容量。 测定动力学容量时，用浓度一定的吸附原液以 给定流速通过交换柱树脂床，以流出液中被吸 附离子浓度对流出液体积（或吸附时间）作图 求得“S”曲线（图10-4） 。
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1.正三价是镧系元素的特征氧化态，每一个镧系元素都具有稳定的（）。
正确答案：B.三价氧化态
4.（）是属于三价镧系离子基态的量子数J随原子序Z来变化的。
正确答案：C.奇偶变化
5.镧系离子基态光谱项的轨道量子数L随着4F电子数N的变化是属于（）。
正确答案：B.周期变化
7.由于化学性质取决于外层的价电子，稀土的特征价态是（）。
正确答案：B.三态
多选题
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1.在自然界中（）六种金属共生，分离相当困难。
正确答案：A.锆与铪 B.铌与钽 C.铂系 D.以上都是
2.镧系收缩与钇在镧系中的位置有（）。
正确答案：A.原子半径和三价离子半径随原子序的变化属转折变化，发生Gd转折 B.由于镧系收缩，使Th4+,U4+的离子半径类似于镧系离子而伴生于矿物中，使稀土矿物常带有放射性 C.由于三价镧系离子半径类似于Ca2+,Sr2+等二价碱土离子 D.以上都是
3.镧系元素周期系中原子序数为57-71的15种化学元素统称（）等都是稀土元素的成员。
正确答案：A.镧系 B.镱 C.饵 D.镨
4.当高自旋与低自旋的一个4f电子跃迁至5b轨道发生f-d跃迁时，可能出现哪几种情况（）。
正确答案：A.高自旋（HS）的f-d跃迁 D.低自旋（LS）的f-d跃迁
5.4F电子填充数目N与三价离子数（）及基态光谱项2S+1LJ随原子序的变化规律。
正确答案：A.L B.S C.J
6.镧系心中随原子序变化的几种类型（）。
正确答案：A.转折变化 B.四分族变化 C.周期变化 D.以上都是
判断题
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6.三价镧系离子光谱的位移和劈裂受环境的影响比较大。
正确答案：错。