Question

稀土元素是周期表中Ⅲ B族鈧、釔和鑭系元素的總稱，它們都是很活潑的金屬，性質極為相似，常見化合價為+3。其中釔（Y）元素是激光和超導的重要材料。我國蘊藏著豐富的釔礦石（ Y₂FeBe₂Si₂O₁₀），以此礦石為原料生產氧化釔（Y₂O₃）的主要流程如下：

已知：I．有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH如下表：

	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
Fe3+	2.7	3.7
Y3+	6.0	8.2

 
Ⅱ．在周期表中，鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學性質相似。
（1）釔礦石（Y₂ FeBe₂Si₂O₁₀）的組成用氧化物的形式可表示為              。
（2）欲從Na₂ SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be(OH)₂沉淀。則
①最好選用鹽酸和下列選項中的       試劑（填字母代號），
a．NaOH溶液    b．氨水    c．CO₂氣    d．HNO₃
再通過     操作方可實現（填實驗操作名稱）。
②寫出Na₂BeO₂與足量鹽酸發生反應的離子方程式：                         ；
（3）為使Fe³⁺沉淀完全，須用氨水調節pH =a，則a應控制在                  
的范圍內；繼續加氨水調節pH =b發生反應的離子方程式為                       ，溶液中Fe³⁺完全沉淀的判定標準是                          。

Answer 1

(1)Y₂O₃·FeO·2BeO·2SiO₂  （2分）
(2)①b（2分）,過濾   （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）
當溶液中c(Fe³⁺)<10^-5mol/L時，則可判定Fe³⁺完全沉淀（1分）

解析試題分析：（1）依據元素化合價和原子守恒書寫元素的氧化物組成，所以釔礦石（Y₂ FeBe₂Si₂O₁₀）的組成用氧化物的形式可表示為Y₂O₃·FeO·2BeO·2SiO₂ 
(2)①周期表中，鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學性質相似，Be(OH)₂與Al(OH)₃相似，具有兩性，加過量的鹽酸，硅酸鈉反應生成硅酸沉淀，Na₂BeO₂的反應生成氯化鈹溶液，再加入過量氨水沉淀鈹離子，故答案為：b；分離難溶的固體與溶液的操作為過濾。
②Na₂BeO₂與足量鹽酸生成_BeCl2、NaCl和H₂O，所以離子方程式為：BeO₂^2-+4H⁺=Be²⁺+2H₂O
（3）三價鐵離子開始沉淀到沉淀完全的PH范圍為：2.7-3.7；釔離子開始沉淀和沉淀完全的PH為：6.0-8.2，所以使Fe³⁺沉淀完全，須用氨水調節pH=a的范圍為：3.7＜a＜6.0；繼續加氨水調節pH=b發生反應的離子方程式為：Y³⁺+3NH₃?H₂O=Y（OH）₃↓+3NH₄⁺；當離子濃度<10^-5mol/L時，則可說明離子已沉淀完全，所以當溶液中c(Fe³⁺)<10^-5mol/L時，則可判定Fe³⁺完全沉淀。
考點：本題考查物質組成的表達式、基本操作和試劑的選擇、離子方程式的書寫、物質分離試驗方法設計，離子分離和離子檢驗的實驗操作。