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BeO、CuS、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，化學性質相似

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

(1)寫出鈹銅元件中SiO2與NaOH溶液反應的離子方程式______________________。

(2)濾渣B的主要成分為___________________(填化學式)。寫出反應Ⅰ中含鈹化合物與過量鹽酸反應的化學方程式___________________________________________。

(3)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．過濾 c．加入適量的HCl

d．加入過量的氨水 e．通入過量的CO2 f．洗滌

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

(4)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質硫，寫出反應Ⅱ中CuS發生反應的離子方程式________________________________。

(5)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L－1、c(Fe3+)=0.008mol·L－1、c(Mn2+)=0.01mol·L－1，逐滴加入稀氨水調節pH可依次分離，首先沉淀的是___________(填離子符號)。

Answer 1

【答案】SiO2+2OH－=SiO32－+H2O CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O dbfc 蒸發結晶時向溶液中持續通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干) MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O Fe3+

【解析】

（1）SiO2是酸性氧化物，和NaOH反應生成，硅酸鈉和水；

（2）鈹銅元件主要成分是BeO、CuS、FeS、SiO2，有信息可知BeO是兩性氧化物，CuS、FeS不與NaOH反應，SiO2是酸性氧化物能和氫氧化鈉反應，因此濾渣B的主要成分是CuS、FeS；濾液A中含鈹化合物為Na2BeO2，寫出Na2BeO2與過量的鹽酸反應的化學方程式即可；

（3）①依據Be(OH)2和Al(OH)3性質相似，難溶于水及具有兩性的特點，進行提純BeCl2,

②BeCl2易發生水解，為得到BeCl2，應采取合理的方法抑制其水解；

（4）依據題所給信息，CuS中的S元素被氧化成S單質，同時MnO2中的Mn被還原成Mn2+,再依據化合價升降法配平，即可寫出反應Ⅱ中CuS發生反應的離子方程式；

（5）溶液D中加入氨水，依據Ksp大小判斷，可生成沉淀的三種離子順序；

（1）SiO2是酸性氧化物，和NaOH反應生成，硅酸鈉和水，離子方程式為：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；

本題答案為：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O。

（2）鈹銅元件主要成分是BeO、CuS、FeS、SiO2，由信息可知BeO是兩性氧化物，CuS、FeS不與NaOH反應，SiO2是酸性氧化物能和氫氧化鈉反應，因此濾渣B的主要成分是不反應的CuS、FeS；濾液A中含鈹化合物為Na2BeO2，Na2BeO2與過量的鹽酸反應的化學方程式為：Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O；

本題答案為：CuS、FeS，Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O。

（3）①依據Be(OH)2和Al(OH)3性質相似，難溶于水及具有兩性的特點，在溶液C中加入過量的氨水,生成Be(OH)2沉淀，過濾后洗滌，再加入鹽酸溶解即可，所以提純BeCl2選擇的合理步驟為：dbfc；

本題答案為：dbfc。

②BeCl2易發生水解，生成Be(OH)2和HCl，從BeCl2溶液中用蒸發結晶法得到BeCl2固體時，要抑制水解，所以操作為：蒸發結晶時向溶液中持續通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)

本題答案為：蒸發結晶時向溶液中持續通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干) 。

（4）反應是在硫酸存在的條件下，MnO2和CuS反應，依據題所給信息，CuS中的S元素被氧化成S單質，同時MnO2中的Mn被還原成Mn2+，所以反應的離子方程式為：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O；

本題答案為：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O。

（5）當加入氨水時，依據Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10－20，欲使Cu(OH)2沉淀，根據c(OH-)2c(Cu2+)=2.2×10－20,即c(OH-)=1mol/L,時就有Cu(OH)2沉淀，同理可求欲使Fe3+、Mn2+轉化為沉淀的c(OH-)分別為，1.7mol/L，1.45mol/L，因此首先沉淀的是Fe3+；

本題答案為：Fe3+。