Question

【題目】鈹銅是力學、化學綜合性能良好的合金，廣泛應用于制造高級彈性元件。以下是從某廢舊鈹銅元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的流程

已知：I.鈹、鋁元素處于周期表中的對角線位置，化學性質(zhì)相似

Ⅱ.常溫下： Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 K sp[Mn(OH)2]=2.1×10-13

（1）濾液A的主要成分除NaOH外，還有______________ (填化學式)

寫出反應I中含鈹化合物與過量鹽酸反應的離子方程式____________________________

（2）①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，為提純BeCl2，選擇合理步驟并排序______________。

a加入過量的 NaOH b.通入過量的CO2 c加入過量的氨水

d.加入適量的HCl e.過濾 f洗滌

②從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是____________________________。

（3）①MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質(zhì)硫，寫出反應Ⅱ中CuS發(fā)生反應的化學方程式________________________________________________________。

②若用濃HNO3溶解金屬硫化物，缺點是______________ (任寫一條)。

（4）溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1，逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可依次分離，首先沉淀的是______________ (填離子符號)，為使銅離子開始沉淀，常溫下應調(diào)節(jié)溶液的pH值大于______________。

（5）取鈹銅元件1000g，最終獲得Be的質(zhì)量為81g，則產(chǎn)率是______________。

Answer 1

【答案】 Na2SiO3、Na2BeO2 BeO22-+4H+=Be2++2H2O cefd 蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入氯化氫氣體 MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O 產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體(合理即可) Fe3+ 4 90%

【解析】考查化學工藝流程，（1）舊鈹銅原件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2，根據(jù)信息I，BeO屬于兩性氧化物，CuS不與氫氧化鈉溶液反應，FeS不與氫氧化鈉反應，SiO2屬于酸性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應，因此濾液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2；根據(jù)信息I，BeO2－與過量鹽酸反應的離子方程式為 BeO22－+4H＋=Be2＋+2H2O；（2）利用Be元素、鋁元素化學性質(zhì)相似，向溶液C中先加入過量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后過濾、洗滌，再加入適量的HCl，生成BeCl2，合理步驟是cefd；②為了抑制Be2＋的水解，因此需要在HCl的氛圍中對BeCl2溶液蒸發(fā)結(jié)晶；（3）①根據(jù)信息，CuS中S轉(zhuǎn)化為S單質(zhì)，MnO2中Mn被還原為Mn2＋，根據(jù)化合價升降法進行配平，其化學反應方程式為MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O ；②用濃硝酸作氧化劑，HNO3被還原成NO2，NO2有毒污染環(huán)境；（4）三種金屬陽離子出現(xiàn)沉淀，根據(jù)濃度商與Ksp的關(guān)系，Cu2＋轉(zhuǎn)化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Mn2＋轉(zhuǎn)化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，因此首先沉淀的是Fe3＋，為使Cu2＋沉淀，此時c(OH－)=1×10－10mol·L－1，c(H＋)=10－14/10－10=10－4mol·L－1，即pH=4，當pH>4時，Cu2＋出現(xiàn)沉淀；（5）混合物中BeO的質(zhì)量為1000×25%=250g，理論上得到Be的物質(zhì)的量為250/25mol=10mol，實際得到Be物質(zhì)的量為81/9mol=9mol，產(chǎn)率是9/10×100%=90%。