Question

【题目】一种新兴材料——铍日益被重视，有“超级金属…尖端金属…空间金属”之称。工业上常用绿柱石(主要成分3 BeO·Al2O3·6SiO2，还含有铁等杂质)冶炼铍，一种简化的工艺流程如下：

按元素周期表的对角线规则，Be和Al性质相似：几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如表。回答下列问题：

（1）步骤②中将熔块粉碎的目的是___________；滤渣1的主要成分是___________。

（2）步骤③加入H2O2时发生反应的离子方程式为___________，从滤液1中得到沉淀的合理pH为___________(填序号)

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

（3）步骤④不宜使用NaOH溶液来沉淀Be2+的原因是___________。从溶液中得到(NH4)2BeF4的实验操作是___________、过滤、洗涤、干燥。

（4）实验室模拟步骤⑤装置如图，控制氨气与氟化氢气体积比的方法是_______________。

（5）步骤⑥的反应类型是___________，步骤⑦需要隔绝空气的环境，其原因是___________。

（6）若绿柱石中BeO的含量为a%，上述过程生产Be的产率为b%，则1t该绿柱石理论上能生产含铍量2%的镀铜合金___________t。

Answer 1

【答案】增大与硫酸的接触面积，提高浸取率和反应速率 H2SiO3 2H＋＋H2O2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O C 过量NaOH溶液会溶解Be(OH)2 蒸发浓缩、冷却结晶 通过观察广口瓶中产生气泡的速率调节流速 分解反应 高温下，Mg（或铍）与N2、O2等气体发生反应，降低产率 1.8×10－3ab

【解析】

（1）将熔块粉碎的目的是增大与硫酸的接触面积，提高浸取率和反应速率；根据绿柱石的成分，熔炼过程中SiO2与石灰石生成CaSiO3，CaSiO3与硫酸反应生成CaSO4和H2SiO3，即滤渣1的主要成分为H2SiO3；

（2）根据流程，滤液1中含有阳离子是Fe2＋、Al3＋、Be2＋、H＋，步骤③中加入H2O2，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，即离子方程式为2H＋＋H2O2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O；根据流程，步骤③除去的是Fe3＋、Al3＋，加入氨水调节pH，使Fe3＋、Al3＋以Al(OH)3、Fe(OH)3形式除去，因此调节pH范围是5.0≤pH<5.2，故选项C正确；

（3）因为Be和Al的性质相似，即Be(OH)2为两性氢氧化物，过量NaOH溶液会溶解Be(OH)2；从溶液中得到(NH4)2BeF4的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；

（4）根据装置，通过观察广口瓶中产生气泡的速率调节流速；

（5）步骤⑥的反应类型为分解反应；Be和Al的性质相似，Mg是活泼金属，能与空气中氧气发生反应，因此隔绝空气的环境的原因是高温下，Mg（或铍）与N2、O2等气体发生反应，降低产率；

（6）根据题意得出：=m(合金)×2%，得出m(合金)=1.8×10－3abt。