Question

中国是稀土资源大国,稀土是化学元素周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称,被誉为“万能之土”。某小组以钇矿石(Y₂FeBe₂Si₂O₁₀)为主要原料制备氧化钇(Y₂O₃)和铍的流程(部分条件和产物省略)如图所示:

已知部分信息如下:

①铍、铝的单质及其化合物的化学性质相似;

②稀土元素都是活泼金属,性质相似,常见化合价为+3;

③Fe³⁺ Y³⁺形成的氢氧化物沉淀的pH范围如表所示:

离子	Fe^3^+	Y^3^+
开始沉淀的PH	2.1	6.0
完全沉淀的PH	3.1	8.3

请回答下列问题:

（1）沉淀A的主要成分是______(填化学式)；操作A的名称是____________________。

（2）钇矿石与氢氧化钠共熔反应中的氧化产物为__________；写出加入草酸生成沉淀的离子方程式:___________；草酸钇隔绝空气煅烧的方程式______________。

（3）调节pH=a,则a的范围为______________。

（4）已知常温下；K[Y(OH)₃]=1.0×10^-23。Y³⁺+3H₂O=Y(OH)₃+3H⁺平衡常数为K，则pK=-lgK=_____。

（5）叙述由Na₂SiO₃和Na₂BeO₃溶液制取BeCl₂固体的过程:_______________。

Answer

Fe(OH)3 过滤 Fe2O3 Y3++3H2C2O4=Y2(C2O4)3↓+6H+ Y2(C2O4)3=Y2O3+3CO↑+3CO2↑ 3.1≤a＜6 19 向Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中加入过量盐酸，过滤，向滤液中加入过量氨水，过滤，洗涤沉淀，向沉淀中加入盐酸溶解，在氯化氢氛围内蒸干溶液即得BeCl2

【解析】

(1)根据流程图分析可知答案；(2)根据氧化还原反应原理分析解答；(3)使Fe3＋沉淀完全，且Y3+不能被沉淀；(4)本反应平衡常数K·Ksp(Y(OH)3)=Kw3，代入数据即可求解；(5)通过物质的分离与提纯，可以得到答案。

(1)Fe2O3和Y2O3与盐酸反应后，溶液为FeCl3和YCl3混合物，通过调节pH使溶液中的FeCl3变为沉淀为：Fe(OH)3；操作A实现固液分离，操作为过滤，故答案为：Fe(OH)3；过滤；

(2)Y2FeBe2Si2O10中铁的化合价为+2，共熔、过滤后得到Fe2O3，则通入氧气的作用是将+2价的铁氧化为+3价，氧化产物为Fe2O3；加入草酸后YCl3会沉淀为草酸钇，离子方程式为Y3++3H2C2O4=Y2(C2O4)3↓+6H+；草酸钇中碳为+3价，隔绝空气煅烧下钇的化合价不变，故产生二氧化碳和一氧化碳，方程式为Y2(C2O4)3=Y2O3+3CO↑+3CO2↑，故答案为：Fe2O3；Y3++3H2C2O4=Y2(C2O4)3↓+6H+；Y2(C2O4)3=Y2O3+3CO↑+3CO2↑；

(3)溶液为FeCl3和YCl3混合物，通过调节pH使溶液中的FeCl3变为沉淀，而YCl3仍旧为离子形式，则3.1≤a＜6，故答案为：3.1≤a＜6；

(4) K=====1✕10−19，则pK=-lgK=19，故答案为19；

(5)Na2SiO3和Na2BeO2的混合物，可加入盐酸，除去Na2SiO3，Na2BeO2与HCl反应生成NaCl和BeCl2，加入氨水使BeCl2沉淀，再与盐酸反应，可得纯净BeCl2，故答案为：向Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中加入过量盐酸，过滤，向滤液中加入过量氨水，过滤，洗涤沉淀，向沉淀中加入盐酸溶解，在氯化氢氛围内蒸干溶液即得BeCl2。