Question

【題目】一種新興材料——鈹日益被重視，有“超級金屬…尖端金屬…空間金屬”之稱。工業(yè)上常用綠柱石(主要成分3 BeO·Al2O3·6SiO2，還含有鐵等雜質(zhì))冶煉鈹，一種簡化的工藝流程如下：

按元素周期表的對角線規(guī)則，Be和Al性質(zhì)相似：幾種金屬陽離子的氫氧化物沉淀時的pH如表。回答下列問題：

（1）步驟②中將熔塊粉碎的目的是___________；濾渣1的主要成分是___________。

（2）步驟③加入H2O2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________，從濾液1中得到沉淀的合理pH為___________(填序號)

A.3.3—3.7 B.3.7—5.0 C.5.0—5.2 D.5.2—6.5

（3）步驟④不宜使用NaOH溶液來沉淀Be2+的原因是___________。從溶液中得到(NH4)2BeF4的實驗操作是___________、過濾、洗滌、干燥。

（4）實驗室模擬步驟⑤裝置如圖，控制氨氣與氟化氫氣體積比的方法是_______________。

（5）步驟⑥的反應(yīng)類型是___________，步驟⑦需要隔絕空氣的環(huán)境，其原因是___________。

（6）若綠柱石中BeO的含量為a%，上述過程生產(chǎn)Be的產(chǎn)率為b%，則1t該綠柱石理論上能生產(chǎn)含鈹量2%的鍍銅合金___________t。

Answer 1

【答案】增大與硫酸的接觸面積，提高浸取率和反應(yīng)速率 H2SiO3 2H＋＋H2O2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O C 過量NaOH溶液會溶解Be(OH)2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 通過觀察廣口瓶中產(chǎn)生氣泡的速率調(diào)節(jié)流速 分解反應(yīng) 高溫下，Mg（或鈹）與N2、O2等氣體發(fā)生反應(yīng)，降低產(chǎn)率 1.8×10－3ab

【解析】

（1）將熔塊粉碎的目的是增大與硫酸的接觸面積，提高浸取率和反應(yīng)速率；根據(jù)綠柱石的成分，熔煉過程中SiO2與石灰石生成CaSiO3，CaSiO3與硫酸反應(yīng)生成CaSO4和H2SiO3，即濾渣1的主要成分為H2SiO3；

（2）根據(jù)流程，濾液1中含有陽離子是Fe2＋、Al3＋、Be2＋、H＋，步驟③中加入H2O2，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，即離子方程式為2H＋＋H2O2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O；根據(jù)流程，步驟③除去的是Fe3＋、Al3＋，加入氨水調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋、Al3＋以Al(OH)3、Fe(OH)3形式除去，因此調(diào)節(jié)pH范圍是5.0≤pH<5.2，故選項C正確；

（3）因為Be和Al的性質(zhì)相似，即Be(OH)2為兩性氫氧化物，過量NaOH溶液會溶解Be(OH)2；從溶液中得到(NH4)2BeF4的實驗操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；

（4）根據(jù)裝置，通過觀察廣口瓶中產(chǎn)生氣泡的速率調(diào)節(jié)流速；

（5）步驟⑥的反應(yīng)類型為分解反應(yīng)；Be和Al的性質(zhì)相似，Mg是活潑金屬，能與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，因此隔絕空氣的環(huán)境的原因是高溫下，Mg（或鈹）與N2、O2等氣體發(fā)生反應(yīng)，降低產(chǎn)率；

（6）根據(jù)題意得出：=m(合金)×2%，得出m(合金)=1.8×10－3abt。