Question

【題目】中國是稀土資源大國,稀土是化學(xué)元素周期表中鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱,被譽為“萬能之土”。某小組以釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)為主要原料制備氧化釔(Y2O3)和鈹?shù)牧鞒?部分條件和產(chǎn)物省略)如圖所示:

已知部分信息如下:

①鈹、鋁的單質(zhì)及其化合物的化學(xué)性質(zhì)相似;

②稀土元素都是活潑金屬,性質(zhì)相似,常見化合價為+3;

③Fe3+ Y3+形成的氫氧化物沉淀的pH范圍如表所示:

離子	Fe3+	Y3+
開始沉淀的PH	2.1	6.0
完全沉淀的PH	3.1	8.3

請回答下列問題:

（1）沉淀A的主要成分是______(填化學(xué)式)；操作A的名稱是____________________。

（2）釔礦石與氫氧化鈉共熔反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物為__________；寫出加入草酸生成沉淀的離子方程式:___________；草酸釔隔絕空氣煅燒的方程式______________。

（3）調(diào)節(jié)pH=a,則a的范圍為______________。

（4）已知常溫下；K[Y(OH)3]=1.0×10-23。Y3++3H2O=Y(OH)3+3H+平衡常數(shù)為K，則pK=-lgK=_____。

（5）敘述由Na2SiO3和Na2BeO3溶液制取BeCl2固體的過程:_______________。

Answer 1

【答案】Fe(OH)3 過濾 Fe2O3 Y3++3H2C2O4=Y2(C2O4)3↓+6H+ Y2(C2O4)3=Y2O3+3CO↑+3CO2↑ 3.1≤a＜6 19 向Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中加入過量鹽酸，過濾，向濾液中加入過量氨水，過濾，洗滌沉淀，向沉淀中加入鹽酸溶解，在氯化氫氛圍內(nèi)蒸干溶液即得BeCl2

【解析】

(1)根據(jù)流程圖分析可知答案；(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理分析解答；(3)使Fe3＋沉淀完全，且Y3+不能被沉淀；(4)本反應(yīng)平衡常數(shù)K·Ksp(Y(OH)3)=Kw3，代入數(shù)據(jù)即可求解；(5)通過物質(zhì)的分離與提純，可以得到答案。

(1)Fe2O3和Y2O3與鹽酸反應(yīng)后，溶液為FeCl3和YCl3混合物，通過調(diào)節(jié)pH使溶液中的FeCl3變?yōu)槌恋頌椋?/span>Fe(OH)3；操作A實現(xiàn)固液分離，操作為過濾，故答案為：Fe(OH)3；過濾；

(2)Y2FeBe2Si2O10中鐵的化合價為+2，共熔、過濾后得到Fe2O3，則通入氧氣的作用是將+2價的鐵氧化為+3價，氧化產(chǎn)物為Fe2O3；加入草酸后YCl3會沉淀為草酸釔，離子方程式為Y3++3H2C2O4=Y2(C2O4)3↓+6H+；草酸釔中碳為+3價，隔絕空氣煅燒下釔的化合價不變，故產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳，方程式為Y2(C2O4)3=Y2O3+3CO↑+3CO2↑，故答案為：Fe2O3；Y3++3H2C2O4=Y2(C2O4)3↓+6H+；Y2(C2O4)3=Y2O3+3CO↑+3CO2↑；

(3)溶液為FeCl3和YCl3混合物，通過調(diào)節(jié)pH使溶液中的FeCl3變?yōu)槌恋恚��?/span>YCl3仍舊為離子形式，則3.1≤a＜6，故答案為：3.1≤a＜6；

(4) K=====11019，則pK=-lgK=19，故答案為19；

(5)Na2SiO3和Na2BeO2的混合物，可加入鹽酸，除去Na2SiO3，Na2BeO2與HCl反應(yīng)生成NaCl和BeCl2，加入氨水使BeCl2沉淀，再與鹽酸反應(yīng)，可得純凈BeCl2，故答案為：向Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中加入過量鹽酸，過濾，向濾液中加入過量氨水，過濾，洗滌沉淀，向沉淀中加入鹽酸溶解，在氯化氫氛圍內(nèi)蒸干溶液即得BeCl2。