Question

【題目】鈹銅是廣泛應用于制造高級彈性元件的良好合金。某科研小組從某廢舊鈹銅元件(含25%BeO、71%CuS、少量 FeS和 SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的工藝流程如圖：

已知：

Ⅰ.鈹、鋁元素化學性質相似；

Ⅱ.常溫下部分難溶物的溶度積常數如表：

難溶物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Mn(OH)2
Ksp	2.2×10-20	4.0×10-38	2.1×10-13

(1)濾液A的成分除 NaOH、Na2BeO2外，還有________(填化學式)，寫出反應I中Na2BeO2，與過量鹽酸反應的化學方程式：_________________。

(2)從濾液C 中提純純BeCl2，最合理的實驗步驟順序為_________(填字母)

a.加入過量的氨水 b.通入過量 CO2 c.加入過量NaOH溶液 d.加入適量HCl e.洗滌 f.過濾

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質，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)濾液D中c(Cu2+)= 2.2 molL-1、c(Fe3+) = 8.0×10 -3molL-1、c(Mn2+)= 0.01molL-1，逐滴加入 Na2CO3溶液調節pH 可將其轉變成氫氧化物依次分離，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____4。

Answer 1

【答案】Na2SiO3 Na2BeO2 + 4HCl = BeCl2 + 2NaCl + 2H2O afed MnO2 + CuS + 4H+ = Mn2+ + S + Cu2+ + 2H2O 會產生污染環境的氣體 Fe3+ >

【解析】

廢舊鈹銅元件(含25%BeO、71%CuS、少量 FeS和 SiO2)加入過量的氫氧化鈉溶液，濾液A含有氫氧化鈉、Na2SiO3、Na2BeO2等，濾液B含有CuS、FeS，加入二氧化錳、稀硫酸，發生氧化還原反應，固體含有S，濾液D含有硫酸錳、硫酸銅以及硫酸鐵等，加入Na2CO3固體，可生成氫氧化鐵、氫氧化銅等沉淀，以此解答該題。

(1)BeO具有氧化鋁的性質，為兩性氧化物，且二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應，可知濾液A的主要成分除 NaOH、Na2BeO2外，還有Na2SiO3，反應I中Na2BeO2與過量鹽酸反應的化學方程式為Na2BeO2 + 4HCl = BeCl2 + 2NaCl + 2H2O；

(2)溶液C含NaCl、BeCl2和少量HCl為提純BeCl2，可先加入過量的氨水生成Be(OH)2，過濾，洗滌后再加入鹽酸，可生成BeCl2，則順序為afed；

(3)MnO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為硫單質，與CuS反應，還可生成硫酸銅、硫酸錳，反應的離子方程式為MnO2 + CuS + 4H+ = Mn2+ + S + Cu2+ + 2H2O；用濃HNO3溶解金屬硫化物，可生成二氧化氮等氣體，污染環境；

(4)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，溶液D中含c(Cu2+)=2.2 molL-1、c(Fe3+) = 8.0×10-3molL-1、c(Mn2+)= 0.01molL-1，如分別生成沉淀，需要c(OH-)分別為、、，可知Fe3+的c(OH-)最小，最先生成沉淀，使銅離子開始沉淀，則c(OH-)＝＝1×10-10mol/L，pH應大于4。