[题目]铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金.某科研小组从某旧铍铜元件(含25%BeO.71%CuS.少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如图:已知:Ⅰ.铍.铝元素的化学性质相似.单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表:难溶物Cu(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2溶度积常数(Ksp)2.2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如图：

已知：Ⅰ.铍、铝元素的化学性质相似，单质铍与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的Na2BeO2

Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表：

难溶物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Mn(OH)2
溶度积常数(Ksp)	2.2×10-20	4.0×10-38	2.1×10-13

（1）滤液A的主要成分除NaOH外，还有___(填化学式)，写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：___。

（2）滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，最合理的实验步骤顺序为___(填字母)。

a.加入过量的氨水

b.通入过量的CO2

c.加入过量的NaOH

d.加入适量的HCl

e.洗涤

f.过滤

（3）①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质。写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式：___。

②若用浓HNO3溶解金属硫化物，缺点是___(任写一条)。

（4）滤液D中c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1，逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离，首先沉淀的是___(填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH大于___。

（5）电解NaCl-BeCl2混合熔盐可制备金属铍，如图是电解装置图。

①石墨电极上的电极反应式为___。

②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气，除去Be中少量Na的方法为___。

已知部分物质的熔、沸点如下表：

物质	熔点(K)	沸点(K)
Be	1551	3243
Na	370	1156

【答案】Na2BeO2、Na2SiO3 BeO22-+4H+=Be2++2H2O afed MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O 产生污染环境的气体 Fe3+ 4 Be2++2e-=Be 控制温度1156～3243K之间冷却

【解析】

由题干工艺流程图分析可知，废旧铍铜元件(含BeO：25%、CuS：71%、少量FeS和SiO2)加入氢氧化钠溶液过滤得到滤液A为NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2，滤液A中加入过量盐酸过滤得到固体为硅酸，滤液C主要为含NaCl、BeCl2和少量HCl，加入过量的氨水过滤，洗涤加入适量的HCl 得到氯化铍溶液，蒸发浓缩冷却结晶得到固体，一定条件下反应得到铍，滤渣B中加入二氧化锰的稀硫酸发生反应MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，过滤得到固体和滤液D，溶液D中含c(Cu2+)、c(Fe3+)、c(Mn2+)，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，最后经过一系列操作得到铜。

(1)根据上述分析可知，滤液A的主要成分除NaOH外，还有Na2BeO2、Na2SiO3，反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式为BeO22-+4H+=Be2++2H2O，故答案为：Na2BeO2、Na2SiO3；BeO22-+4H+=Be2++2H2O；

(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，最合理的实验步骤顺序为afed：加入过量的氨水中和盐酸、沉淀Be2+，然后过滤、洗涤沉淀，最后加入适量的HCl将沉淀溶解即可，故答案为：afed；

(3)①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，因此，反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式为CuS+MnO2+2H2SO4=CuSO4+MnSO4+S+2H2O，故答案为：CuS+MnO2+2H2SO4=CuSO4+MnSO4+S+2H2O；

②由于HNO3的氧化性很强，在反应中会产生氮的氧化物，对空气造成污染，所以我们不选用浓硝酸，故答案为：会产生污染环境的气体；

(4)滤液D中c(Cu2+)=2.2mol·L－1、c(Fe3+)=0.008mol·L－1、c(Mn2+)=0.01mol·L－1，逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离。Cu2+开始沉淀时，c(OH-)=mol/L=10-10mol/L，pH=4；Fe3+开始沉淀时，c(OH-)=mol/L=mol/L；Mn2+开始沉淀时，c(OH-)=mol/L≈1.45×10-5mol/L，因此，首先沉淀的是Fe3+。为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH大于4，故答案为：Fe3+；4；

(5)①石墨电极生成金属Be，电极反应方程式为：Be2++2e-=Be，故答案为Be2++2e-=Be；

②图表信息可知Na和Be的熔沸点差距很大，分离Na蒸气和Be蒸气可以控制温度1156~3243K之间冷却，故答案为可以控制温度1156~3243K之间冷却。

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