Question

铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧铍铜元件(含BeO:25%、CuS:71%、少量FeS和SiO₂)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下:

已知:I.铍、铝元素化学性质相似

II.常温下: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)滤液A的主要成分除NaOH外，还有_____ (填化学式)，写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式_____________。

(2)①溶液C中含NaCl、BeCl₂和少量HCl，为提纯BeCl₂，选择最合理步骤顺序______。

a.加入过量的NaOH        b.通入过量的CO₂      c.加入过量的氨水

d.加入适量的HC1         e.过滤                 f.洗涤

②从BeCl₂溶液中得到BeCl₂固体的操作是________________。

(3)①MnO₂能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，写出反应II中CuS 发生反应的化学方程式______________。

②若用浓HNO₃溶解金属硫化物，缺点是____________(任写一条)。

(4)溶液D中含c(Cu²⁺)=2.2mol/L、c(Fe³⁺)=0.008mol/L c(Mn²⁺)=0.01mol/L，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，首先沉淀的是___ (填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH值大于____。

Answer

Na2SiO3、Na2BeO2 BeO22-+4H+=Be2++2H2O cefd 在氯化氢气流中蒸发结晶（或蒸发结晶时向溶液中持续通入氯化氢气体） MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O 产生污染环境的气体 Fe3+ 4

【解析】考查化学工艺流程，（1）旧铍铜原件的成分BeO、CuS、FeS、SiO2，根据信息I，BeO属于两性氧化物，CuS不与氢氧化钠溶液反应，FeS不与氢氧化钠反应，SiO2属于酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，因此滤液A中主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeO2；根据信息I，BeO2－与过量盐酸反应生成氯化铍和水。其离子方程式为BeO22－+4H＋=Be2＋+2H2O；答案：Na2SiO3、Na2BeO2，BeO22-+4H+=Be2++2H2O。

（2）①利用Be元素、铝元素化学性质相似，向溶液C中先加入过量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后过滤、洗涤，再加入适量的HCl，生成BeCl2，合理步骤是cefd；

②为了抑制Be2＋的水解，因此需要在HCl的氛围中对BeCl2溶液蒸发结晶；

（3）①根据信息，CuS中S转化为S单质，MnO2中Mn被还原为Mn2＋，根据化合价升降法进行配平，其化学反应方程式为MnO2+CuS+2H2SO4=S↓+MnSO4+CuSO4+2H2O；②用浓硝酸作氧化剂，浓HNO3被还原成NO2，NO2有毒污染环境；

（4）三种金属阳离子出现沉淀，根据浓度商与Ksp的关系，Cu2＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Fe3＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，Mn2＋转化成沉淀，c(OH－)=mol·L－1，因此首先沉淀的是Fe3＋，为使Cu2＋沉淀，此时c(OH－)=1×10－10mol·L－1，c(H＋)=10－14/10－10=10－4mol·L－1，即pH=4，当pH>4时，Cu2＋出现沉淀；