Question

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

已知：I、鈹、鋁元素化學(xué)性質(zhì)相似；

Ⅱ、常溫下部分難溶物的溶度積常數(shù)如表：

難溶物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Mn(OH)2
溶度積常數(shù)(Ksp)	2.2×10－20	4.0×10－38	2.1×10－13

(1)濾液A的主要成分除NaOH、Na2BeO2外，還有___________(填化學(xué)式)，寫出反應(yīng)I中Na2BeO2與過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式：________。

(2)濾液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，為提純BeCl2，最合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)?/span>_______(填字母)

a.加入過量的氨水 b.通入過量的CO2 c.加入過量的NaOH d.加入適量的HCl e.洗滌 f.過濾

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質(zhì)，寫出反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________。若用濃HNO3溶解金屬硫化物，缺點(diǎn)是_______(任寫一條)。

(4)濾液D中c(Cu2+)＝2.2mol·L－1、c(Fe3+)＝8.0×10－3mol·L－1、c(Mn2+)＝0.01mol·L－1，逐滴加入Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH可將其轉(zhuǎn)變成氫氧化物依次分離，首先沉淀的是_______(填離子符號(hào))；為使銅離子開始沉淀，常溫下應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH大于______。

Answer 1

【答案】Na2SiO3 BeO22-+4H+=Be2++2H2O afed MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O 會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體 Fe3+ 4

【解析】

廢舊鈹銅元件(含BeO：25%、CuS：71%、少量FeS和SiO2)加入過量的氫氧化鈉溶液，濾液A含有氫氧化鈉、Na2SiO3、Na2BeO2等，濾液B含有CuS、FeS，加入二氧化錳、稀硫酸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，固體含有S，濾液D含有硫酸錳、硫酸銅以及硫酸鐵等，加入Na2CO3，可生成氫氧化鐵、氫氧化銅等沉淀，以此解答該題。

(1)BeO具有氧化鋁的性質(zhì)，為兩性氧化物，且二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，可知濾液A的主要成分除NaOH、Na2BeO2外，還有Na2SiO3，反應(yīng)I中含鈹化合物與過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式為BeO22-+4H+=Be2++2H2O，故答案為：Na2SiO3；BeO22-+4H+=Be2++2H2O；

(2)溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，為提純BeCl2，可先加入過量的氨水生成Be(OH)2，過濾，洗滌后再加入鹽酸，可生成BeCl2，則順序?yàn)?/span>afed，故答案為：afed；

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質(zhì)，與CuS反應(yīng)，還可生成硫酸銅、硫酸錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O，用濃HNO3溶解金屬硫化物，可生成二氧化氮等氣體，污染環(huán)境，故答案為：MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O；會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體；

(4)常溫下：Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×1020，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×1038，Ksp[Mn(OH)2]＝2.1×1013，溶液D 中含c(Cu2＋)＝2.2mol/L、c(Fe3＋)＝0.008mol/L c(Mn2＋)＝0.01mol/L，如分別生成沉淀，需要分別為c(OH)＝mol/L、mol/L、mol/L，可知Fe3＋的c(OH)最小，最先生成沉淀，使銅離子開始沉淀，則c(OH)＝mol/L＝1×1010mol/L，pH應(yīng)大于4，故答案為：Fe3＋；4。