Question

【題目】鈹銅是廣泛應(yīng)用于制造高級彈性元件的良好合金。某科研小組從某度舊鈹銅元件(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下：

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)如下表：

(1)濾液A的主要成分除NaOH外，還有_____________(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)的離子方程式：_______________________________________________。

(2)①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：____________________________________________。

(4)濾液D中c(Cu2+)=2.2mol·L－1、c(Fe3+)=0.008mol·L－1、c(Mn2+)=0.01mol·L－1，逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可將其依次分離，首先沉淀的是___________(填離子符號)，為使銅離子開始沉淀，常溫下應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH大于___________。

Answer 1

【答案】Na2BeO2、Na2SiO3 BeO22-+4H+=Be2++2H2O afed CuS+MnO2+2H2SO4=CuSO4+MnSO4+S+2H2O Fe3+ 4

【解析】

根據(jù)題中信息可知，鈹銅元件經(jīng)氫氧化鈉溶液溶解后，鈹和氧化鈹轉(zhuǎn)化為鈹酸鈉溶液、二氧化硅轉(zhuǎn)化為硅酸鈉溶液，過濾后向?yàn)V液中加入過量的鹽酸，硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸沉淀，鈹酸鈉轉(zhuǎn)化為氯化鈹溶液，再過濾，從濾液中分離出氯化鈹，最后轉(zhuǎn)化為鈹。第一次過濾后的濾渣B與二氧化錳、硫酸反應(yīng)，其中的銅元素和鐵元素轉(zhuǎn)化為硫酸銅溶液和硫酸鐵溶液，過慮后的濾液D中加氨水可以依次分離出氫氧化鐵和氫氧化銅，最后經(jīng)一系列操作得到銅。

(1)濾液A的主要成分除NaOH外，還有Na2BeO2、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。

(2)①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>afed：加入過量的氨水中和鹽酸、沉淀Be2+，然后過濾、洗滌沉淀，最后加入適量的HCl將沉淀溶解即可，故順序?yàn)閍fed。

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質(zhì)，因此，反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuS+MnO2+2H2SO4=CuSO4+MnSO4+S+2H2O。

(4)濾液D中c(Cu2+)=2.2mol·L－1、c(Fe3+)=0.008mol·L－1、c(Mn2+)=0.01mol·L－1，逐滴加入稀氨水調(diào)節(jié)pH可將其依次分離。Cu2+開始沉淀時(shí)，c(OH-)=mol/L=10-10mol/L，pH=4；Fe3+開始沉淀時(shí)，c(OH-)=mol/L=mol/L；Mn2+開始沉淀時(shí)，c(OH-)=mol/L=1.410-5mol/L。因此，首先沉淀的是Fe3+。為使銅離子開始沉淀，常溫下應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH大于4。