Question

稀土元素是周期表中Ⅲ B族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3。其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石（ Y2FeBe2Si2O10），以此矿石为原料生产氧化钇（Y2O3）的主要流程如下：

已知：I．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe3+	2.7	3.7
Y3+	6.0	8.2

 

Ⅱ．在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。

（1）钇矿石（Y2 FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式可表示为?????????????? 。

（2）欲从Na2 SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。则

①最好选用盐酸和下列选项中的??????? 试剂（填字母代号），

a．NaOH溶液??? b．氨水??? c．CO2气??? d．HNO3

再通过????? 操作方可实现（填实验操作名称）。

②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式：????????????????????????? ；

（3）为使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH =a，则a应控制在??????????????????

的范围内；继续加氨水调节pH =b发生反应的离子方程式为??????????????????????? ，溶液中Fe3+完全沉淀的判定标准是?????????????????????????? 。

 

Answer 1

【答案】

(1)Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2?? （2分）

(2)①b（2分）,过滤??? （1分）?? ②BeO22-+4H+=Be2++2H2O（2分）

(3)3.7<a<6.0? （2分）?? Y3++3NH3·H2O=Y(OH)3↓+3NH4+（2分）

当溶液中c(Fe3+)<10-5mol/L时，则可判定Fe3+完全沉淀（1分）

【解析】

试题分析：（1）依据元素化合价和原子守恒书写元素的氧化物组成，所以钇矿石（Y2 FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式可表示为Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2?

(2)①周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似，Be(OH)2与Al(OH)3相似，具有两性，加过量的盐酸，硅酸钠反应生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液，再加入过量氨水沉淀铍离子，故答案为：b；分离难溶的固体与溶液的操作为过滤。

②Na2BeO2与足量盐酸生成BeCl2、NaCl和H2O，所以离子方程式为：BeO22-+4H+=Be2++2H2O

（3）三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的PH范围为：2.7-3.7；钇离子开始沉淀和沉淀完全的PH为：6.0-8.2，所以使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH=a的范围为：3.7＜a＜6.0；继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为：Y3++3NH3?H2O=Y（OH）3↓+3NH4+；当离子浓度<10-5mol/L时，则可说明离子已沉淀完全，所以当溶液中c(Fe3+)<10-5mol/L时，则可判定Fe3+完全沉淀。

考点：本题考查物质组成的表达式、基本操作和试剂的选择、离子方程式的书写、物质分离试验方法设计，离子分离和离子检验的实验操作。