【題目】鈹銅是力學(xué)、化學(xué)綜合性能良好的合金,廣泛應(yīng)用于制造高級(jí)彈性元件。以下是從某廢舊鈹銅元件(BeO、CuS、少量FeSSiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的流程。

已知:Ⅰ.鈹、鋁元素處于周期表中的對(duì)角線位置,化學(xué)性質(zhì)相似

Ⅱ.常溫下:Ksp[Cu(OH)2]、=2.2×1020、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038、Ksp[Mn(OH)2]=2.l×1013

(1)寫出鈹銅元件中SiO2NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式______________________。

(2)濾渣B的主要成分為___________________(填化學(xué)式)。寫出反應(yīng)Ⅰ中含鈹化合物與過量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________

(3)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,為提純BeCl2,選擇合理步驟并排序________。

a.加入過量的NaOH b.過濾 c.加入適量的HCl

d.加入過量的氨水 e.通入過量的CO2 f.洗滌

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

(4)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質(zhì)硫,寫出反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________。

(5)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L1、c(Fe3+)=0.008mol·L1、c(Mn2+)=0.01mol·L1,逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可依次分離,首先沉淀的是___________(填離子符號(hào))。

【答案】SiO2+2OH=SiO32+H2O CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O dbfc 蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干) MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O Fe3+

【解析】

(1)SiO2是酸性氧化物,和NaOH反應(yīng)生成,硅酸鈉和水;

(2)鈹銅元件主要成分是BeO、CuS、FeS、SiO2,有信息可知BeO是兩性氧化物,CuS、FeS不與NaOH反應(yīng),SiO2是酸性氧化物能和氫氧化鈉反應(yīng),因此濾渣B的主要成分是CuS、FeS;濾液A中含鈹化合物為Na2BeO2,寫出Na2BeO2與過量的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式即可;

(3)①依據(jù)Be(OH)2和Al(OH)3性質(zhì)相似,難溶于水及具有兩性的特點(diǎn),進(jìn)行提純BeCl2,

②BeCl2易發(fā)生水解,為得到BeCl2,應(yīng)采取合理的方法抑制其水解;

(4)依據(jù)題所給信息,CuS中的S元素被氧化成S單質(zhì),同時(shí)MnO2中的Mn被還原成Mn2+,再依據(jù)化合價(jià)升降法配平,即可寫出反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式;

(5)溶液D中加入氨水,依據(jù)Ksp大小判斷,可生成沉淀的三種離子順序;

(1)SiO2是酸性氧化物,和NaOH反應(yīng)生成,硅酸鈉和水,離子方程式為:SiO2+2OH=SiO32-+H2O;

本題答案為:SiO2+2OH=SiO32-+H2O。

(2)鈹銅元件主要成分是BeO、CuS、FeS、SiO2,由信息可知BeO是兩性氧化物,CuS、FeS不與NaOH反應(yīng),SiO2是酸性氧化物能和氫氧化鈉反應(yīng),因此濾渣B的主要成分是不反應(yīng)的CuS、FeS;濾液A中含鈹化合物為Na2BeO2,Na2BeO2與過量的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O;

本題答案為:CuS、FeS,Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O。

(3)①依據(jù)Be(OH)2和Al(OH)3性質(zhì)相似,難溶于水及具有兩性的特點(diǎn),在溶液C中加入過量的氨水,生成Be(OH)2沉淀,過濾后洗滌,再加入鹽酸溶解即可,所以提純BeCl2選擇的合理步驟為:dbfc;

本題答案為:dbfc。

②BeCl2易發(fā)生水解,生成Be(OH)2和HCl,從BeCl2溶液中用蒸發(fā)結(jié)晶法得到BeCl2固體時(shí),要抑制水解,所以操作為:蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)

本題答案為:蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干) 。

(4)反應(yīng)是在硫酸存在的條件下,MnO2和CuS反應(yīng),依據(jù)題所給信息,CuS中的S元素被氧化成S單質(zhì),同時(shí)MnO2中的Mn被還原成Mn2+,所以反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O;

本題答案為:MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++ Cu2++2H2O。

(5)當(dāng)加入氨水時(shí),依據(jù)Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,欲使Cu(OH)2沉淀,根據(jù)c(OH-)2c(Cu2+)=2.2×10-20,即c(OH-)=1mol/L,時(shí)就有Cu(OH)2沉淀,同理可求欲使Fe3+、Mn2+轉(zhuǎn)化為沉淀的c(OH-)分別為,1.7mol/L,1.45mol/L,因此首先沉淀的是Fe3+;

本題答案為:Fe3+。

練習(xí)冊系列答案
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(1)圖中A、C分別表示_________________,E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響?_______。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低?_________,理由是_________________________。

(2)圖中H=____________kJ·mol-1。

(3)如果反應(yīng)速率υ(SO2)為0.05 mol·L-1·min-1,則υ(O2)=_________υ(SO3)=___________

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選項(xiàng)

條件

離子組

離子共存判斷及的離子方程式

A

c(OH-)c(H+)=1酸性溶液中

Fe2+、NO3-Al3+、CO32-

不能大量共存,3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO+2H2O

B

由水電離出c(H+)

=1×10-13mol·L-1

K+、NH4+Cl-、[Al(OH)4]-

能大量共存

C

有大量Fe3的溶液

Na+、NH4+、SO42-Cl-

能大量共存

D

通入少量SO2氣體

K+、Na+、ClO-SO42-

不能大量共存,2ClO-+SO2+H2O2HClO+SO32-

A. AB. BC. CD. D

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A. 產(chǎn)生氣體體積①=②

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