Question

硫酸法是现代氧化铍或氢氧化铍生产中广泛应用的方法之一, 其原理是利用预焙烧破坏铍矿物（绿柱石—3BeO· Al₂O₃·6SiO₂及少量FeO等）的结构与晶型, 再采用硫酸酸解含铍矿物, 使铍、铝、铁等酸溶性金属进入溶液相, 与硅等脉石矿物初步分离, 然后将含铍溶液进行净化、除杂, 最终得到合格的氧化铍（ 或氢氧化铍） 产品, 其工艺流程如右图。

已知：（1）铝铵矾的化学式是NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O

（2）铍元素的化学性质与铝元素相似

根据以上信息回答下列问题：

（1）熔炼物酸浸前通常要进行粉碎，其目的是：

（2）“蒸发结晶离心除铝”若在中学实验室中进行，完整的操作过程是______________洗涤、过滤。

（3）“中和除铁”过程中“中和”所发生反应的离子方程式是__________________，用平衡原理解释“除铁”的过程___________________________。

（4）加入的“熔剂”除了流程中的方解石外，还可以是纯碱、石灰等。其中, 石灰具有价格与环保优势, 焙烧时配料比（ m石灰/ m绿柱石） 通常控制为1：3, 焙烧温度一般为1400℃—1500℃ 。若用纯碱作熔剂，SiO₂与之反应的化学方程式是__________________________，若纯碱加入过多则Al₂O₂、BeO₂也会发生反应，其中BeO与之反应的化学方程式是_______________________，从而会导致酸浸时消耗更多硫酸，使生产成本升高，结合离子方程式回答成本升高的原因___________________________。

Answer

（1）提高铍元素的浸出速率和浸出率 （2）蒸发浓缩、冷却结晶

（3）H++NH3·H2O=NH4++H2O 由于存在平衡Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，氨水中和H+，使c（H+）减小，上述平衡正向移动，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而除去。

（4）SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ BeO+Na2CO3 Na2BeO2+CO2↑

由BeO+2H+=Be2++H2O和BeO22-+4H+=Be2++2H2O可知，BeO转化为BeO22-后将消耗更多硫酸

【解析】

试题分析：（1）酸浸前通常要进行粉碎,使得熔炼物能充分与酸接触，从而使铍、铝、铁等酸溶性金属更多的进入溶液相；（2）蒸发浓缩、冷却结晶；（3）采用硫酸酸解含铍矿物,所以溶液中存在氢离子，现在加氨水中和除铁，H++NH3·H2O=NH4++H2O ，促进铁离子的水【解析】
Fe3++3H2O ⇌ Fe（OH）3 + 3H+ , 使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而除去。（4） SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ ；对比纯碱与二氧化硅的反应：BeO+Na2CO3 Na2BeO2+CO2↑；因为BeO酸浸只需2H+，而现在BeO变为Na2BeO2，BeO22-酸浸需要4H+，则需消耗更多的酸。

考点：考查了的相关知识。