Question

【題目】2020年5月5日晚18時(shí)00分，我國(guó)載人空間站貨物返回艙試驗(yàn)艙在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，5月8日飛船試驗(yàn)船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域成功著陸，試驗(yàn)取得圓滿成功。金屬鈹(Be)是火箭、航空、宇宙航行的重要材料，工業(yè)上以含鈹廢渣(主要成分是Be和MgF2)為原料制備金屬鈹?shù)墓に嚵鞒�。如圖：

已知：MgF2和CaF2難溶于水�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）提高浸出速率的方法有___、__(任寫兩項(xiàng))；已知濾液Ⅰ中鈹元素的存在形式為H2BeF4，寫出“浸出”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__。

（2）該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是__；濾渣Ⅱ與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___；已知(NH4)2BeF4易溶于水，且其在水中的溶解度隨溫度的升高而大幅度增大，從NH4F與濾液Ⅱ發(fā)生反應(yīng)后所得溶液中獲得(NH4)2BeF4晶體的“一系列操作”具體是指__過(guò)濾、洗滌、干燥。

（3）“分解”過(guò)程中產(chǎn)生的BeF2在熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電，其電子式為___；“還原”過(guò)程可以用金屬鎂制備金屬鈹?shù)脑�因�?/span>__。

Answer 1

【答案】粉碎廢渣 增大HF溶液的濃度適當(dāng)升高溫度、充分?jǐn)嚢?/span> Be＋4HF=H2BeF4＋H2↑ HF、NH4F CaF2＋H2SO4(濃)CaSO4＋2HF↑ 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 鎂的還原性比鈹強(qiáng)

【解析】

由流程可知，含鈹廢渣以氫氟酸浸取，過(guò)濾后得到濾渣I為MgF2，濾液I中加入碳酸鈣后過(guò)濾，得到濾渣II（CaF2）和濾液II；向?yàn)V液II中加入氯化銨，經(jīng)一系死操作得到(NH4)2BeF4晶體，該晶體經(jīng)分解得到氟化鈹；氟化鈹用鎂還原得到金屬鈹。

（1）含鈹廢渣以30%的氫氟酸浸取，要提高浸出速率，可以采用的方法有粉碎廢渣或充分?jǐn)嚢枰蕴岣叻磻?yīng)物的接觸面積，也可以適當(dāng)增大HF溶液的濃度或適當(dāng)升高溫度；濾液Ⅰ中鈹元素的存在形式為H2BeF4，則廢渣聽金屬鈹在“浸出”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Be＋4HF=H2BeF4＋H2↑。

（2）由流程可知，濾渣II經(jīng)濃硫酸處理后以及濾液II與氟化銨反應(yīng)后均可生成HF，而(NH4)2BeF4分解后可以生成氯化銨，由于該流程中要用到氫氟酸和氟化銨，故該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是HF、NH4F；濾渣Ⅱ與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，是利用難揮發(fā)酸制備揮發(fā)性酸，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaF2＋H2SO4(濃)CaSO4＋2HF↑；由于(NH4)2BeF4易溶于水，其在水中的溶解度隨溫度的升高而大幅度增大，而且其受熱易分解，故從NH4F與濾液Ⅱ發(fā)生反應(yīng)后所得溶液中獲得(NH4)2BeF4晶體的“一系列操作”應(yīng)包括：、過(guò)濾、洗滌、干燥。

（3）“分解”過(guò)程中產(chǎn)生的BeF2在熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電，則其為共價(jià)化合物，故其電子式為；由于鈹和鎂均為第IIA的元素，鎂的金屬性強(qiáng)于鈹，因此，“還原”過(guò)程可以用金屬鎂制備金屬鈹?shù)脑�因是：鎂的還原性比鈹強(qiáng)。