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。以下是从某废旧铵铜元件（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，Ksp[Mn（OH）2]=2.1×10-13

(1)滤渣B的主要成分为______（填化学式）；

(2)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)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______，若用浓HNO3溶解金属硫化物缺点是______（任写一条）；

(4)从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是______。

(5)溶液D中含c（Cu2+）=2.2molL-1、c（Fe3+）=0.008molL-1、c（Mn2+）=0.01molL-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大于______；

(6)取铍铜元件1000g，最终获得Be的质量为72g，则Be的产率是______。

Answer 1

【答案】CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O 生成NO2污染空气 在氯化氢气流下蒸发结晶 Fe3+ 4 80%

【解析】

废旧铍铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量和FeSSiO2)，加入氢氧化钠溶液反应后过滤，信息可知BeO属于两性氧化物，CuS不与氢氧化钠溶液反应，FeS不与氢氧化钠溶液反应，二氧化硅属于酸性氧化物，和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，因此滤液A成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2，滤渣B为CuS、FeS，滤液中加入过量盐酸过滤得到固体为硅酸，溶液中为BeCl2，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，在HCl气氛中对BeCl2溶液蒸发结晶得到晶体，滤渣B中加入硫酸酸化的二氧化锰，MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫，酸性介质中二氧化锰被还原为锰盐，过滤得到溶液D为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锰的混合溶液，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，最后得到金属铜，以此解答该题。

(1)由以上分析可知滤渣B为CuS、FeS；

(2)信息1得到BeO22-与过量盐酸反应的化学方程式为：Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O；

(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫，酸性介质中二氧化锰被还原为锰盐，反应Ⅱ中Cu2S发生反应的离子方程式为：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++Cu2++2H2O；浓硝酸具有氧化性做氧化剂被还原为二氧化氮、NO2气体有毒污染环境；

(4)为了抑制Be2+离子的水解，需要在HCl气氛中对BeCl2溶液蒸发结晶；

(5)三种金属阳离子出现沉淀，结合浓度商与Ksp的关系，铜离子转化为沉淀c(OH-)=mol/L=1×10-10mol/L，Fe3+离子转化为沉淀，c(OH-)=×10-12mol/L，锰离子沉淀时，c(OH-)=×10-5.5mol/L，因此首先沉淀的是Fe3+，为使铜离子沉淀c(H+)=mol/L=10-4mol/L，pH=4，常温下应调节溶液的pH值大于4；

(6)混合物中BeO质量=1000×25%=250g，理论上得到Be的物质的量==10mol，实际得到Be物质的量==8mol，产率=×100%=80%。