Question

【題目】釔的常見化合價為＋3價，我國蘊藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業上通過如下生產流程可獲得氧化釔。

已知：①該流程中有關金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見下表：

離子	開始沉淀時的pH	完全沉淀時的pH
Fe3＋	2.1	3.1
Y3＋	6.0	8.2

②在元素周期表中，鈹元素和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。

請回答下列問題：

(1)寫出Na2SiO3的一種用途________________________。

(2)欲從Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。

①最好選用鹽酸和________兩種試劑，再通過必要的操作即可實現。

A.NaOH溶液　　　　　B.氨水　　　　　　　　C.CO2　　　　　　　　D.HNO3

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，用氨水調節pH＝a時，a應控制在_________范圍內；繼續加氨水調節pH＝b發生反應的離子方程式為___________________________________________；

檢驗Fe3＋是否沉淀完全的操作方法是_________________________________________。

(4)煅燒草酸釔時發生分解反應，其固體產物為氧化釔，氣體產物能使澄清石灰水變渾濁。寫出草酸釔[Y2(C2O4)3·nH2O]煅燒的化學方程式_____________________________________。

Answer 1

【答案】工業黏合劑、制備硅膠、木材防火劑等 B BeO22-＋4H＋===Be2＋＋2H2O 3.1～6.0 Y3＋＋3NH3·H2O===Y(OH)3↓＋3NH4+ 取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變為血紅色，若不變血紅色，則說明Fe3＋完全沉淀，反之則未完全沉淀 Y2(C2O4)3·nH2OY2O3＋3CO↑＋3CO2↑＋nH2O

【解析】

釔礦石（Y2FeBe2Si2O10），加入氫氧化鈉共熔后水溶過濾得到Na2SiO3、Na2BeO2溶液，沉淀為Y（OH）3和Fe2O3，加入稀鹽酸溶解后加入氨水調節溶液pH在3.7<a<6.0范圍沉淀鐵離子，沉淀A為Y（OH）3；繼續加入氨水調節溶液pH在8.2以上加入草酸得到Y2（C2O4）3，過濾、水洗、煅燒得到Y2O3粉末，由鈹元素和鋁元素化學性質相似入手，可分析制得Be（OH）2沉淀的試劑及方程式，結合題干信息推測相應生成物，進而寫出相應方程式。

(1)Na2SiO3水溶液俗稱水玻璃；

(2)①周期表中，鈹、鋁化學性質相似，根據NaAlO2類比推斷；

②Na2BeO2與足量鹽酸發生反應生成氯化鈹、氯化鈉和水；

(3)目的為使Fe3＋沉淀完全，而不影響Y3＋；

(4)煅燒草酸釔時發生分解反應，其固體產物為氧化釔，氣體產物能使澄清石灰水變渾濁，說明有CO2氣體產生。

(1)Na2SiO3水溶液俗稱水玻璃，常用于工業黏合劑、制備硅膠、木材防火劑等；

(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，欲從Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，根據Na2BeO2的性質和NaAlO2類比推斷；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，故選B；

②Na2BeO2與足量鹽酸發生反應生成氯化鈹、氯化鈉和水，反應的離子方程式為BeO22-＋4H＋===Be2＋＋2H2O；

(3)三價鐵離子開始沉淀到沉淀完全的pH范圍為2.1～3.1；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，3.1＜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+；

(4)煅燒草酸釔時發生分解反應，其固體產物為氧化釔，氣體產物能使澄清石灰水變渾濁，說明有CO2氣體產生，草酸釔[Y2(C2O4)3·nH2O]煅燒的化學方程式為Y2(C2O4)3·nH2OY2O3＋3CO↑＋3CO2↑＋nH2O。