Question

【題目】釔的常見(jiàn)化合價(jià)為＋3價(jià)，我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)，工業(yè)上通過(guò)如下生產(chǎn)流程可獲得氧化釔。

已知：①該流程中有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見(jiàn)下表：

離子	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	完全沉淀時(shí)的pH
Fe3＋	2.1	3.1
Y3＋	6.0	8.2

②在元素周期表中，鈹元素和鋁元素處于第二周期和第三周期的對(duì)角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似。

（1）寫出Na2SiO3的一種用途________________________。

（2）若改用氧化物的形式表示Y2FeBe2Si2O10組成，則化學(xué)式為__________。

（3）根據(jù)元素周期表的知識(shí)判斷，常溫下，氯化鍶溶液pH____7（填“大于”、“等于”或“小于”）；寫出氯化鍶的電子式：______________________。

（4）欲從Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。

① 最好選用鹽酸和_______兩種試劑，再通過(guò)必要的操作即可實(shí)現(xiàn)。

A．NaOH溶液 B．氨水 C．CO2 D．HNO3

② 寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________________。

（5）為使Fe3＋沉淀完全，用氨水調(diào)節(jié)pH＝a時(shí)，a應(yīng)控制在_________范圍內(nèi)；繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié)pH =b發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________；檢驗(yàn)Fe3＋是否沉淀完全的操作方法是：___________________________________。

（6）煅燒草酸釔時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，其固體產(chǎn)物為氧化釔，氣體產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁。寫出草酸釔[Y2(C2O4)3·nH2O]煅燒的化學(xué)方程式___________________________________。

Answer 1

【答案】工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等 Y2O3·2BeO·FeO·2SiO2 等于 B BeO22-＋4H＋=Be2＋＋2H2O 3.1～6.0 Y3++3NH3·H2O=Y(OH)3↓+3NH4+ 取最后一次洗滌過(guò)濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色，若溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全 Y2(C2O4)3·nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O

【解析】

釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)中加入氫氧化鈉共熔后水溶過(guò)濾得到Na2SiO3、Na2BeO2溶液，沉淀為Y(OH)3和Fe2O3；Y(OH)3和Fe2O3沉淀加入稀鹽酸溶解后加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH，根據(jù)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH數(shù)據(jù)，在3.1＜a＜6.0范圍沉淀鐵離子，沉淀A為Fe(OH)3；繼續(xù)加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH在8.2以上得到Y（OH）3沉淀，Y（OH）3中加入草酸得到Y2(C2O4)3，過(guò)濾、水洗、煅燒得到Y2O3粉末，結(jié)合鈹元素和鋁元素化學(xué)性質(zhì)相似分析解答。

(1)Na2SiO3俗稱水玻璃，常用于工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等，故答案為：工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等；

(2)釔的常見(jiàn)化合價(jià)為＋3價(jià)，Be為+2價(jià)，Si為+4價(jià)，O為-2價(jià)，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)中Fe的化合價(jià)為+2價(jià)，用氧化物的形式可表示為：Y2O3·2BeO·FeO·2SiO2，故答案為：Y2O3·2BeO·FeO·2SiO2；

(3)同主族元素最外層電子數(shù)相同，自上而下電子層數(shù)增多，元素的金屬性增強(qiáng)；所以Sr金屬性比鈣強(qiáng)，氯化鈣溶液顯中性，所以氯化鍶溶液顯中性，即pH=7；氯化鍶屬于離子化合物，電子式為，故答案為：等于；；

(4)①周期表中，鈹、鋁元素處于第二周期和第三周期的對(duì)角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似，欲從Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，根據(jù)Na2BeO2的性質(zhì)和NaAlO2類比推斷，加過(guò)量的鹽酸，硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反應(yīng)生成氯化鈹溶液，再加入過(guò)量氨水沉淀鈹離子，故答案為：B；

②Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈹、氯化鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：BeO22-+4H+=Be2++2H2O，故答案為：BeO22-+4H+=Be2++2H2O；

(5)三價(jià)鐵離子開(kāi)始沉淀到沉淀完全的pH范圍為：2.1-3.1，釔離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH為：6.0-8.2；所以使Fe3+沉淀完全，須用氨水調(diào)節(jié)pH=a，3.1＜a＜6.0，繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié)pH=b發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Y3++3NH3H2O=Y(OH)3↓+3NH4+，檢驗(yàn)Fe3＋是否沉淀完全，只需要檢驗(yàn)是否存在Fe3＋即可，方法為：取最后一次洗滌過(guò)濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色，若溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全，故答案為：3.1～6.0；Y3++3NH3H2O=Y(OH)3↓+3NH4+；取最后一次洗滌過(guò)濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色，若溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全；

(6)煅燒草酸釔時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，其固體產(chǎn)物為氧化釔，氣體產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明有CO2氣體產(chǎn)生，草酸釔[Y2(C2O4)3nH2O]煅燒的化學(xué)方程式為：Y2(C2O4)3nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O，故答案為：Y2(C2O4)3nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O。