Question

【題目】鈹銅是力學、化學綜合性能良好的合金，廣泛應用于制造高級彈性元件。以下是從某廢舊銨銅元件（含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2）中回收鈹和銅兩種金屬的流程。

已知：

Ⅰ．鈹、鋁元素處于周期表中的對角線位置，化學性質相似

Ⅱ．常溫下：Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Mn（OH）2]=2.1×10-13

(1)濾渣B的主要成分為______（填化學式）；

(2)寫出反應Ⅰ中含鈹化合物與過量鹽酸反應的化學方程式______；

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質硫，寫出反應Ⅱ中CuS發生反應的離子方程式______，若用濃HNO3溶解金屬硫化物缺點是______（任寫一條）；

(4)從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是______。

(5)溶液D中含c（Cu2+）=2.2molL-1、c（Fe3+）=0.008molL-1、c（Mn2+）=0.01molL-1，逐滴加入稀氨水調節pH可依次分離首先沉淀的是______（填離子符號），為使銅離子開始沉淀，常溫下應調節溶液的pH大于______；

(6)取鈹銅元件1000g，最終獲得Be的質量為72g，則Be的產率是______。

Answer 1

【答案】CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O 生成NO2污染空氣 在氯化氫氣流下蒸發結晶 Fe3+ 4 80%

【解析】

廢舊鈹銅元件(含BeO25%、CuS71%、少量和FeSSiO2)，加入氫氧化鈉溶液反應后過濾，信息可知BeO屬于兩性氧化物，CuS不與氫氧化鈉溶液反應，FeS不與氫氧化鈉溶液反應，二氧化硅屬于酸性氧化物，和氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，因此濾液A成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2，濾渣B為CuS、FeS，濾液中加入過量鹽酸過濾得到固體為硅酸，溶液中為BeCl2，向溶液C中先加入過量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后過濾洗滌，再加入適量的HCl生成BeCl2，在HCl氣氛中對BeCl2溶液蒸發結晶得到晶體，濾渣B中加入硫酸酸化的二氧化錳，MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質硫，酸性介質中二氧化錳被還原為錳鹽，過濾得到溶液D為硫酸銅、硫酸鐵、硫酸錳的混合溶液，逐滴加入稀氨水調節pH可依次分離，最后得到金屬銅，以此解答該題。

(1)由以上分析可知濾渣B為CuS、FeS；

(2)信息1得到BeO22-與過量鹽酸反應的化學方程式為：Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O；

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質硫，酸性介質中二氧化錳被還原為錳鹽，反應Ⅱ中Cu2S發生反應的離子方程式為：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2++Cu2++2H2O；濃硝酸具有氧化性做氧化劑被還原為二氧化氮、NO2氣體有毒污染環境；

(4)為了抑制Be2+離子的水解，需要在HCl氣氛中對BeCl2溶液蒸發結晶；

(5)三種金屬陽離子出現沉淀，結合濃度商與Ksp的關系，銅離子轉化為沉淀c(OH-)=mol/L=1×10-10mol/L，Fe3+離子轉化為沉淀，c(OH-)=×10-12mol/L，錳離子沉淀時，c(OH-)=×10-5.5mol/L，因此首先沉淀的是Fe3+，為使銅離子沉淀c(H+)=mol/L=10-4mol/L，pH=4，常溫下應調節溶液的pH值大于4；

(6)混合物中BeO質量=1000×25%=250g，理論上得到Be的物質的量==10mol，實際得到Be物質的量==8mol，產率=×100%=80%。