Question

【题目】铍铜是力学、化学综合性能良好的合金，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO、CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。

已知：Ⅰ．铍、铝元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似

Ⅱ．常温下：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)写出铍铜元件中SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式______________________。

(2)滤渣B的主要成分为___________________(填化学式)。写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的化学方程式___________________________________________。

(3)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，选择合理步骤并排序________。

a．加入过量的NaOH b．过滤 c．加入适量的HCl

d．加入过量的氨水 e．通入过量的CO2 f．洗涤

②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是___________________________________。

(4)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫，写出反应Ⅱ中CuS发生反应的离子方程式________________________________。

(5)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L－1、c(Fe3+)=0.008mol·L－1、c(Mn2+)=0.01mol·L－1，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，首先沉淀的是___________(填离子符号)。

Answer 1

【答案】SiO2+2OH－=SiO32－+H2O CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O dbfc 蒸发结晶时向溶液中持续通入HCl气体(或在HCl气流中加热蒸干) MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O Fe3+

【解析】

（1）SiO2是酸性氧化物，和NaOH反应生成，硅酸钠和水；

（2）铍铜元件主要成分是BeO、CuS、FeS、SiO2，有信息可知BeO是两性氧化物，CuS、FeS不与NaOH反应，SiO2是酸性氧化物能和氢氧化钠反应，因此滤渣B的主要成分是CuS、FeS；滤液A中含铍化合物为Na2BeO2，写出Na2BeO2与过量的盐酸反应的化学方程式即可；

（3）①依据Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，难溶于水及具有两性的特点，进行提纯BeCl2,

②BeCl2易发生水解，为得到BeCl2，应采取合理的方法抑制其水解；

（4）依据题所给信息，CuS中的S元素被氧化成S单质，同时MnO2中的Mn被还原成Mn2+,再依据化合价升降法配平，即可写出反应Ⅱ中CuS发生反应的离子方程式；

（5）溶液D中加入氨水，依据Ksp大小判断，可生成沉淀的三种离子顺序；

（1）SiO2是酸性氧化物，和NaOH反应生成，硅酸钠和水，离子方程式为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；

本题答案为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O。

（2）铍铜元件主要成分是BeO、CuS、FeS、SiO2，由信息可知BeO是两性氧化物，CuS、FeS不与NaOH反应，SiO2是酸性氧化物能和氢氧化钠反应，因此滤渣B的主要成分是不反应的CuS、FeS；滤液A中含铍化合物为Na2BeO2，Na2BeO2与过量的盐酸反应的化学方程式为：Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O；

本题答案为：CuS、FeS，Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O。

（3）①依据Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，难溶于水及具有两性的特点，在溶液C中加入过量的氨水,生成Be(OH)2沉淀，过滤后洗涤，再加入盐酸溶解即可，所以提纯BeCl2选择的合理步骤为：dbfc；

本题答案为：dbfc。

②BeCl2易发生水解，生成Be(OH)2和HCl，从BeCl2溶液中用蒸发结晶法得到BeCl2固体时，要抑制水解，所以操作为：蒸发结晶时向溶液中持续通入HCl气体(或在HCl气流中加热蒸干)

本题答案为：蒸发结晶时向溶液中持续通入HCl气体(或在HCl气流中加热蒸干) 。

（4）反应是在硫酸存在的条件下，MnO2和CuS反应，依据题所给信息，CuS中的S元素被氧化成S单质，同时MnO2中的Mn被还原成Mn2+，所以反应的离子方程式为：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O；

本题答案为：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O。

（5）当加入氨水时，依据Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10－20，欲使Cu(OH)2沉淀，根据c(OH-)2c(Cu2+)=2.2×10－20,即c(OH-)=1mol/L,时就有Cu(OH)2沉淀，同理可求欲使Fe3+、Mn2+转化为沉淀的c(OH-)分别为，1.7mol/L，1.45mol/L，因此首先沉淀的是Fe3+；

本题答案为：Fe3+。