Question

稀土元素是周期表中Ⅲ B族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3。其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钇矿石（ Y₂FeBe₂Si₂O₁₀），以此矿石为原料生产氧化钇（Y₂O₃）的主要流程如下：

已知：I．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe3+	2.7	3.7
Y3+	6.0	8.2

 
Ⅱ．在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
（1）钇矿石（Y₂ FeBe₂Si₂O₁₀）的组成用氧化物的形式可表示为              。
（2）欲从Na₂ SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be(OH)₂沉淀。则
①最好选用盐酸和下列选项中的       试剂（填字母代号），
a．NaOH溶液    b．氨水    c．CO₂气    d．HNO₃
再通过     操作方可实现（填实验操作名称）。
②写出Na₂BeO₂与足量盐酸发生反应的离子方程式：                         ；
（3）为使Fe³⁺沉淀完全，须用氨水调节pH =a，则a应控制在                  
的范围内；继续加氨水调节pH =b发生反应的离子方程式为                       ，溶液中Fe³⁺完全沉淀的判定标准是                          。

Answer 1

(1)Y₂O₃·FeO·2BeO·2SiO₂  （2分）
(2)①b（2分）,过滤   （1分）  ②BeO₂^2-+4H⁺=Be²⁺+2H₂O（2分）
(3)3.7<a<6.0 （2分）   Y³⁺+3NH₃·H₂O=Y(OH)₃↓+3NH₄⁺（2分）
当溶液中c(Fe³⁺)<10^-5mol/L时，则可判定Fe³⁺完全沉淀（1分）

解析试题分析：（1）依据元素化合价和原子守恒书写元素的氧化物组成，所以钇矿石（Y₂ FeBe₂Si₂O₁₀）的组成用氧化物的形式可表示为Y₂O₃·FeO·2BeO·2SiO₂ 
(2)①周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似，Be(OH)₂与Al(OH)₃相似，具有两性，加过量的盐酸，硅酸钠反应生成硅酸沉淀，Na₂BeO₂的反应生成氯化铍溶液，再加入过量氨水沉淀铍离子，故答案为：b；分离难溶的固体与溶液的操作为过滤。
②Na₂BeO₂与足量盐酸生成_BeCl2、NaCl和H₂O，所以离子方程式为：BeO₂^2-+4H⁺=Be²⁺+2H₂O
（3）三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的PH范围为：2.7-3.7；钇离子开始沉淀和沉淀完全的PH为：6.0-8.2，所以使Fe³⁺沉淀完全，须用氨水调节pH=a的范围为：3.7＜a＜6.0；继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为：Y³⁺+3NH₃?H₂O=Y（OH）₃↓+3NH₄⁺；当离子浓度<10^-5mol/L时，则可说明离子已沉淀完全，所以当溶液中c(Fe³⁺)<10^-5mol/L时，则可判定Fe³⁺完全沉淀。
考点：本题考查物质组成的表达式、基本操作和试剂的选择、离子方程式的书写、物质分离试验方法设计，离子分离和离子检验的实验操作。