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25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO₂)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如图：

已知：I、铍、铝元素化学性质相似；

Ⅱ、常温下部分难溶物的溶度积常数如表：

难溶物	Cu(OH)2	Fe(OH)3	Mn(OH)2
溶度积常数(Ksp)	2.2×10^－^20	4.0×10^－^38	2.1×10^－^13

(1)滤液A的主要成分除NaOH、Na₂BeO₂外，还有___________(填化学式)，写出反应I中Na₂BeO₂与过量盐酸反应的离子方程式：________。

(2)滤液C中含NaCl、BeCl₂和少量HCl，为提纯BeCl₂，最合理的实验步骤顺序为_______(填字母)

a.加入过量的氨水   b.通入过量的CO₂   c.加入过量的NaOH   d.加入适量的HCl  e.洗涤   f.过滤

(3)MnO₂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：___________。若用浓HNO ₃溶解金属硫化物，缺点是_______(任写一条)。

(4)滤液D中c(Cu²⁺)＝2.2mol·L^－1、c(Fe³⁺)＝8.0×10^－3mol·L^－1、c(Mn²⁺)＝0.01mol·L^－1，逐滴加入Na₂CO₃溶液调节pH可将其转变成氢氧化物依次分离，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大于______。

Answer

Na2SiO3 BeO22-+4H+=Be2++2H2O afed MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O 会产生污染环境的气体 Fe3+ 4

【解析】

废旧铍铜元件(含BeO：25%、CuS：71%、少量FeS和SiO2)加入过量的氢氧化钠溶液，滤液A含有氢氧化钠、Na2SiO3、Na2BeO2等，滤液B含有CuS、FeS，加入二氧化锰、稀硫酸，发生氧化还原反应，固体含有S，滤液D含有硫酸锰、硫酸铜以及硫酸铁等，加入Na2CO3，可生成氢氧化铁、氢氧化铜等沉淀，以此解答该题。

(1)BeO具有氧化铝的性质，为两性氧化物，且二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，可知滤液A的主要成分除NaOH、Na2BeO2外，还有Na2SiO3，反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式为BeO22-+4H+=Be2++2H2O，故答案为：Na2SiO3；BeO22-+4H+=Be2++2H2O；

(2)溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，可先加入过量的氨水生成Be(OH)2，过滤，洗涤后再加入盐酸，可生成BeCl2，则顺序为afed，故答案为：afed；

(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，与CuS反应，还可生成硫酸铜、硫酸锰，反应的化学方程式为MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O，用浓HNO3溶解金属硫化物，可生成二氧化氮等气体，污染环境，故答案为：MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+S+CuSO4+2H2O；会产生污染环境的气体；

(4)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，溶液D 中含c(Cu2＋)＝2.2mol/L、c(Fe3＋)＝0.008mol/L c(Mn2＋)＝0.01mol/L，如分别生成沉淀，需要分别为c(OH−)＝mol/L、mol/L、mol/L，可知Fe3＋的c(OH−)最小，最先生成沉淀，使铜离子开始沉淀，则c(OH−)＝mol/L＝1×10−10mol/L，pH应大于4，故答案为：Fe3＋；4。