【題目】釔的常見化合價為+3價,我國蘊藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2Si2O10),工業(yè)上通過如下生產(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的pH見下表:

離子

開始沉淀時的pH

完全沉淀時的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角線位置,化學性質(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,則化學式為__________

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

4)欲從Na2SiO3Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。

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

ANaOH溶液 B.氨水 CCO2 DHNO3

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

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

6)煅燒草酸釔時發(fā)生分解反應,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]煅燒的化學方程式___________________________________。

【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=Be22H2O 3.16.0 Y3++3NH3·H2O=Y(OH)3↓+3NH4+ 取最后一次洗滌過濾液,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濾得到Na2SiO3Na2BeO2溶液,沉淀為Y(OH)3Fe2O3Y(OH)3Fe2O3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的pH數(shù)據(jù),在3.1a6.0范圍沉淀鐵離子,沉淀AFe(OH)3;繼續(xù)加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH8.2以上得到YOH3沉淀,YOH3中加入草酸得到Y2(C2O4)3,過濾、水洗、煅燒得到Y2O3粉末,結(jié)合鈹元素和鋁元素化學性質(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)釔的常見化合價為+3價,Be+2價,Si+4價,O-2價,根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0,釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)Fe的化合價為+2價,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;所以Sr金屬性比鈣強,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角線位置,化學性質(zhì)相似,欲從Na2SiO3Na2BeO2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,加過量的鹽酸,硅酸鈉反應生成硅酸沉淀,Na2BeO2的反應生成氯化鈹溶液,再加入過量氨水沉淀鈹離子,故答案為:B;

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

(5)三價鐵離子開始沉淀到沉淀完全的pH范圍為:2.1-3.1,釔離子開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=a3.1a6.0,繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié)pH=b發(fā)生反應的離子方程式為:Y3++3NH3H2O=Y(OH)3↓+3NH4+,檢驗Fe3是否沉淀完全,只需要檢驗是否存在Fe3即可,方法為:取最后一次洗滌過濾液,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:3.16.0Y3++3NH3H2O=Y(OH)3↓+3NH4+;取最后一次洗滌過濾液,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)煅燒草酸釔時發(fā)生分解反應,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,說明有CO2氣體產(chǎn)生,草酸釔[Y2(C2O4)3nH2O]煅燒的化學方程式為:Y2(C2O4)3nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O,故答案為:Y2(C2O4)3nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O

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回答下列問題:

(1)上述方法獲得的銅粉中含有雜質(zhì),除雜所需試劑是________(填化學式)。

(2)實驗室可用固體KClO3與濃HCl反應制備Cl2,此反應中Cl2既是氧化產(chǎn)物,又是還原產(chǎn)物。反應的化學方程式為__________________________________。

(3)如圖是實驗室制備Cl2并通入FeCl2溶液中獲得FeCl3溶液的部分裝置。

實驗中,必需控制氯氣的速度,使導管口逸出的氣泡每秒12個,以便被FeCl2溶液完全吸收。控制生成氯氣速度的操作是__________________________________。

(4)按上述流程操作,需稱取Fe粉的質(zhì)量應不少于________ g(精確到0.1 g),需通入Cl2的體積不少于________ L(標況)。

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回答下列問題。

(1)C的化學式為________。

(2)X的電子式為________。

(3)寫出反應①的化學方程式__________________________________________。

(4)寫出反應②的離子方程式__________________________________________。

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