题目内容
【题目】铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如图：
已知：Ⅰ.铍、铝元素的化学性质相似，单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2
Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表：
难溶物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 |
溶度积常数(Ksp) | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 | 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滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，最合理的实验步骤顺序为__(填字母)。
a.加入过量的氨水 b.通入过量的CO2 c.加入过量的NaOH d.加入适量的HCl e.洗涤 f.过滤
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硫单质。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）滤液D中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可将其依次分离，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__。
（5）电解NaCl－BeCl2混合熔盐可制备金属铍，如图是电解装置图。
①石墨电极上的电极反应式为__。
②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气除去Be中少量Na的方法为__。
已知部分物质的熔、沸点如下表：
物质 | 熔点(K) | 沸点(K) |
Be | 1551 | 3243 |
Na | 370 | 1156 |
【答案】Na2BeO2、Na2SiO3 BeO22-+4H+=Be2++2H2O afed 要在HCl气流中蒸发结晶 MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O 会产生污染环境的气体 Fe3+ 4 Be2++2e-=Be 可以控制温度1156～3243K之间冷却
【解析】
Be、Al元素化学性质相似，废旧铍铜元件中加入NaOH溶液，BeO、SiO2反应转化成Na2BeO2、Na2SiO3进入滤液A中，滤渣B中含CuS、FeS；滤液A中加入过量HCl，Na2SiO3反应生成H2SiO3沉淀和NaCl，Na2BeO2与过量HCl反应生成NaCl、BeCl2和H2O，滤液C中含HCl、NaCl、BeCl2；MnO2具有氧化性，滤渣B中加入MnO2和H2SO4，CuS、FeS反应生成CuSO4、Fe2（SO4）3、S，MnO2被还原为MnSO4；滤液D中主要含CuSO4、Fe2（SO4）3、MnSO4，根据题给Cu（OH）2、Fe（OH）3、Mn（OH）2的溶度积，滤液D中加入氨水得到的沉淀F为Fe（OH）3；滤液E中加入氨水调节pH使Cu2+与Mn2+分离。
（1）废旧铍铜元件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2，根据信息i，BeO属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，反应方程式为BeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，CuS、FeS不与氢氧化钠反应，因此滤液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2；根据信息i，反应I中为Na2BeO2与过量盐酸反应，反应的离子方程式为BeO22－+4H＋=Be2＋+2H2O，故答案为：Na2BeO2、Na2SiO3；BeO22-+4H+=Be2++2H2O；
（2）①Be、铝元素化学性质相似，先向滤液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afed；故答案为：afed；
②BeCl2是强酸弱碱盐，BeCl2在溶液中会发生水解，使溶液呈酸性，为防止BeCl2水解，则从BeCl2溶液中得到BeCl2固体应在HCl气流中蒸发结晶，抑制BeCl2水解，故答案为：要在HCl气流中蒸发结晶；
（3）①反应II中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可得反应的化学反应方程式为MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O，故答案为：MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O；
②若用浓HNO3溶解金属硫化物，硝酸会被还原生成氮的氧化物，污染环境，故答案为：会产生污染环境的气体；
（4）由题给溶度积可知，Cu2＋开始沉淀时c（OH－）=1×10-10mol/L，溶液pH为4；Fe3＋开始沉淀时，c（OH－）=1×10-12mol/L；Mn2＋开始沉淀时c（OH－）=1×10-6mol/L，因此首先沉淀的是Fe3＋，即生成的沉淀F为Fe（OH）3，故答案为：Fe3+；4；
（5）①由图可知，铂电极上发生氧化反应生成氯气，为电解池的阳极，则石墨电极为阴极，铍离子在阴极得电子发生还原反应生成铍，电极反应式为Be2++2e-=Be，故答案为：Be2++2e-=Be；
②由表格数据可知，铍的熔沸点高于钠，则可以控制温度11563243K之间冷却除去Be蒸气中少量Na，故答案为：可以控制温度1156～3243K之间冷却。
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【题目】2硝基1，3苯二酚由间苯二酚先磺化，再硝化，后去磺酸基生成。原理如下：
部分物质的相关性质如下：
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 熔点/℃ | 水溶性(常温) |
间苯二酚 | 110 | 白色针状晶体 | 110.7 | 易溶 |
2硝基1，3苯二酚 | 155 | 桔红色针状晶体 | 87.8 | 难溶 |
制备过程如下：
第一步：磺化。称取71.5g间苯二酚，碾成粉末放入烧瓶中，慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌，控制温度在一定范围内15min(如图1)。
第二步：硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中，充分冷却后加入“混酸”，控制温度继续搅拌15min。
第三步：蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中，然后用图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来，从而达到分离提纯的目的)。
请回答下列问题：
（1）磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母)__。
a.30℃～60℃ b.60℃～65℃ c.65℃～70℃ d.70℃～100℃
（2）图2中的冷凝管是否可以换为图1所用冷凝管___（填“是”或“否”）。
（3）硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是__。
（4）图2中，烧瓶A中长玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止__；冷凝管C中可能看到的现象是__，反应一段时间后，停止蒸馏，此时的操作是__(填有关旋塞和酒精灯的操作)。
（5）水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一，被提纯物质必须具备的条件正确的是__。
a.不溶或难溶于水，便于最后分离
b.在沸腾下与水不发生化学反应
c.难挥发性
d.易溶于水
（6）本实验最终获得12.0g桔红色晶体，则2硝基1，3苯二酚的产率约为__。（保留3位有效数字）
【题目】利用一种钴矿石(主要成分为 Co2O3，含少量 SiO2及铁、铝、锰、镁、钙等金属元素的氧化物)制取CoC2O42H2O 晶体的工艺流程如下：
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液 pH 如表
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的 pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)溶浸过程中 Co2O3 发生反应的离子方程式为_____。
(2)氧化除杂过程中加入 Na2CO3 的主要目的是__________，若不加入 NaClO3，其后果是_____。
(3)滤渣 3 的成分是____________，滤液中加入萃取剂的目的是除去_________元素(填元素符号)。
(4)萃取余液中加入草酸铵后，获取 CoC2O4·2H2O 晶体的操作是___________。
(5)含钴化合物 LiCoO2是废旧锂电池的正极材料，可与双氧水、稀 H2SO4 混合加热得到 CoSO4回收利用，该过程发生反应的化学方程式是____________。
(6)已知某温度下 Ksp(MgF2)=7.35×10-11，Ksp(CaF2)=1.05×10-10，当加入过量NaF溶液后，所得滤液中c(Ca2+)/c(Mg2+) =___________。