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
Ksp	2.2×10^-20	4.0×10^-38	2.1×10^-13

(1)滤液A的成分除 NaOH、Na₂BeO₂外，还有________(填化学式)，写出反应I中Na₂BeO₂，与过量盐酸反应的化学方程式：_________________。

(2)从滤液C 中提纯纯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 CO₂  c.加入过量NaOH溶液    d.加入适量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发生反应的离子方程式：__________。若用浓HNO₃溶解金属硫化物，缺点是________(任写一条)

(4)滤液D中c(Cu²⁺)= 2.2 mol∙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____4。

Answer

Na2SiO3 Na2BeO2 + 4HCl = BeCl2 + 2NaCl + 2H2O afed MnO2 + CuS + 4H+ = Mn2+ + S + Cu2+ + 2H2O 会产生污染环境的气体 Fe3+ >

【解析】

废旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、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固体，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Na2BeO2与过量盐酸反应的化学方程式为Na2BeO2 + 4HCl = BeCl2 + 2NaCl + 2H2O；

(2)溶液C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；

(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，反应的离子方程式为MnO2 + CuS + 4H+ = Mn2+ + S + Cu2+ + 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；

(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+)=2.2 mol∙L-1、c(Fe3+) = 8.0×10-3mol∙L-1、c(Mn2+)= 0.01mol∙L-1，如分别生成沉淀，需要c(OH-)分别为、、，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-)＝＝1×10-10mol/L，pH应大于4。