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BeO25%、CuS71%、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 K sp[Mn(OH)2]=2.1×10-13

（1）滤液A的主要成分除NaOH外，还有______________ (填化学式)

写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式____________________________

（2）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.通入过量的CO2 c加入过量的氨水

d.加入适量的HCl e.过滤 f洗涤

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

（3）①MnO2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发生反应的化学方程式________________________________________________________。

②若用浓HNO3溶解金属硫化物，缺点是______________ (任写一条)。

（4）溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，首先沉淀的是______________ (填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH值大于______________。

（5）取铍铜元件1000g，最终获得Be的质量为81g，则产率是______________。

Answer 1

【答案】 Na2SiO3、Na2BeO2 BeO22-+4H+=Be2++2H2O cefd 蒸发结晶时，向溶液中持续通入氯化氢气体 MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O 产生污染环境的气体(合理即可) Fe3+ 4 90%

【解析】考查化学工艺流程，（1）旧铍铜原件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2，根据信息I，BeO属于两性氧化物，CuS不与氢氧化钠溶液反应，FeS不与氢氧化钠反应，SiO2属于酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，因此滤液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2；根据信息I，BeO2－与过量盐酸反应的离子方程式为 BeO22－+4H＋=Be2＋+2H2O；（2）利用Be元素、铝元素化学性质相似，向溶液C中先加入过量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后过滤、洗涤，再加入适量的HCl，生成BeCl2，合理步骤是cefd；②为了抑制Be2＋的水解，因此需要在HCl的氛围中对BeCl2溶液蒸发结晶；（3）①根据信息，CuS中S转化为S单质，MnO2中Mn被还原为Mn2＋，根据化合价升降法进行配平，其化学反应方程式为MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O ；②用浓硝酸作氧化剂，HNO3被还原成NO2，NO2有毒污染环境；（4）三种金属阳离子出现沉淀，根据浓度商与Ksp的关系，Cu2＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Fe3＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Mn2＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，因此首先沉淀的是Fe3＋，为使Cu2＋沉淀，此时c(OH－)=1×10－10mol·L－1，c(H＋)=10－14/10－10=10－4mol·L－1，即pH=4，当pH>4时，Cu2＋出现沉淀；（5）混合物中BeO的质量为1000×25%=250g，理论上得到Be的物质的量为250/25mol=10mol，实际得到Be物质的量为81/9mol=9mol，产率是9/10×100%=90%。