Question

【題目】鈹銅是廣泛應用于制造高級彈性元件的良好合金。某科研小組從某廢舊鈹銅元件(含BeO:25%、CuS:71%、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的工藝流程如下:

已知:I.鈹、鋁元素化學性質相似

II.常溫下: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)濾液A的主要成分除NaOH外，還有_____ (填化學式)，寫出反應I中含鈹化合物與過量鹽酸反應的離子方程式_____________。

(2)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，為提純BeCl2，選擇最合理步驟順序______。

a.加入過量的NaOH b.通入過量的CO2 c.加入過量的氨水

d.加入適量的HC1 e.過濾 f.洗滌

②從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是________________。

(3)①MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質，寫出反應II中CuS 發(fā)生反應的化學方程式______________。

②若用濃HNO3溶解金屬硫化物，缺點是____________(任寫一條)。

(4)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol/L、c(Fe3+)=0.008mol/L c(Mn2+)=0.01mol/L，逐滴加入稀氨水調節(jié)pH可依次分離，首先沉淀的是___ (填離子符號)，為使銅離子開始沉淀，常溫下應調節(jié)溶液的pH值大于____。

Answer 1

【答案】 Na2SiO3、Na2BeO2 BeO22-+4H+=Be2++2H2O cefd 在氯化氫氣流中蒸發(fā)結晶（或蒸發(fā)結晶時向溶液中持續(xù)通入氯化氫氣體） MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O 產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體 Fe3+ 4

【解析】考查化學工藝流程，（1）舊鈹銅原件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2，根據(jù)信息I，BeO屬于兩性氧化物，CuS不與氫氧化鈉溶液反應，FeS不與氫氧化鈉反應，SiO2屬于酸性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應，因此濾液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2；根據(jù)信息I，BeO2－與過量鹽酸反應生成氯化鈹和水。其離子方程式為BeO22－+4H＋=Be2＋+2H2O；答案：Na2SiO3、Na2BeO2，BeO22-+4H+=Be2++2H2O。

（2）①利用Be元素、鋁元素化學性質相似，向溶液C中先加入過量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后過濾、洗滌，再加入適量的HCl，生成BeCl2，合理步驟是cefd；

②為了抑制Be2＋的水解，因此需要在HCl的氛圍中對BeCl2溶液蒸發(fā)結晶；

（3）①根據(jù)信息，CuS中S轉化為S單質，MnO2中Mn被還原為Mn2＋，根據(jù)化合價升降法進行配平，其化學反應方程式為MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O；②用濃硝酸作氧化劑，濃HNO3被還原成NO2，NO2有毒污染環(huán)境；

（4）三種金屬陽離子出現(xiàn)沉淀，根據(jù)濃度商與Ksp的關系，Cu2＋轉化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，F(xiàn)e3＋轉化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Mn2＋轉化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，因此首先沉淀的是Fe3＋，為使Cu2＋沉淀，此時c(OH－)=1×10－10mol·L－1，c(H＋)=10－14/10－10=10－4mol·L－1，即pH=4，當pH>4時，Cu2＋出現(xiàn)沉淀；