Question

【題目】2020年5月5日晚18時00分，我國載人空間站貨物返回艙試驗艙在我國文昌航天發(fā)射場點火升空，5月8日飛船試驗船返回艙在東風著陸場預定區(qū)域成功著陸，試驗取得圓滿成功。金屬鈹(Be)是火箭、航空、宇宙航行的重要材料，工業(yè)上以含鈹廢渣(主要成分是Be和MgF2)為原料制備金屬鈹?shù)墓に嚵鞒�。如圖：

已知：MgF2和CaF2難溶于水。回答下列問題：

（1）提高浸出速率的方法有___、__(任寫兩項)；已知濾液Ⅰ中鈹元素的存在形式為H2BeF4，寫出“浸出”過程中發(fā)生反應的化學方程式：__。

（2）該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是__；濾渣Ⅱ與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式為___；已知(NH4)2BeF4易溶于水，且其在水中的溶解度隨溫度的升高而大幅度增大，從NH4F與濾液Ⅱ發(fā)生反應后所得溶液中獲得(NH4)2BeF4晶體的“一系列操作”具體是指__過濾、洗滌、干燥。

（3）“分解”過程中產(chǎn)生的BeF2在熔融狀態(tài)下不能導電，其電子式為___；“還原”過程可以用金屬鎂制備金屬鈹?shù)脑�因�?/span>__。

Answer 1

【答案】粉碎廢渣 增大HF溶液的濃度適當升高溫度、充分攪拌 Be＋4HF=H2BeF4＋H2↑ HF、NH4F CaF2＋H2SO4(濃)CaSO4＋2HF↑ 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶 鎂的還原性比鈹強

【解析】

由流程可知，含鈹廢渣以氫氟酸浸取，過濾后得到濾渣I為MgF2，濾液I中加入碳酸鈣后過濾，得到濾渣II（CaF2）和濾液II；向濾液II中加入氯化銨，經(jīng)一系死操作得到(NH4)2BeF4晶體，該晶體經(jīng)分解得到氟化鈹；氟化鈹用鎂還原得到金屬鈹。

（1）含鈹廢渣以30%的氫氟酸浸取，要提高浸出速率，可以采用的方法有粉碎廢渣或充分攪拌以提高反應物的接觸面積，也可以適當增大HF溶液的濃度或適當升高溫度；濾液Ⅰ中鈹元素的存在形式為H2BeF4，則廢渣聽金屬鈹在“浸出”過程中發(fā)生反應的化學方程式為Be＋4HF=H2BeF4＋H2↑。

（2）由流程可知，濾渣II經(jīng)濃硫酸處理后以及濾液II與氟化銨反應后均可生成HF，而(NH4)2BeF4分解后可以生成氯化銨，由于該流程中要用到氫氟酸和氟化銨，故該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是HF、NH4F；濾渣Ⅱ與濃硫酸發(fā)生反應，是利用難揮發(fā)酸制備揮發(fā)性酸，該反應的化學方程式為CaF2＋H2SO4(濃)CaSO4＋2HF↑；由于(NH4)2BeF4易溶于水，其在水中的溶解度隨溫度的升高而大幅度增大，而且其受熱易分解，故從NH4F與濾液Ⅱ發(fā)生反應后所得溶液中獲得(NH4)2BeF4晶體的“一系列操作”應包括：、過濾、洗滌、干燥。

（3）“分解”過程中產(chǎn)生的BeF2在熔融狀態(tài)下不能導電，則其為共價化合物，故其電子式為；由于鈹和鎂均為第IIA的元素，鎂的金屬性強于鈹，因此，“還原”過程可以用金屬鎂制備金屬鈹?shù)脑�因是：鎂的還原性比鈹強。