《2025年步步高大二轮专题复习化学》

1. [2024·湖北，16(2)(3)(4)]铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐$[Be_{3}Al_{2}(SiO_{3})_{6}]$中提取铍的路径为

已知：$Be^{2 + }+4HA{＜=＞}BeA_{2}(HA)_{2}+2H^{ + }$
回答下列问题：
(2)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是______________________________。
(3)“萃取分液”的目的是分离$Be^{2 + }$和$Al^{3 + }$，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是__________________________。
(4)写出反萃取生成$Na_{2}[Be(OH)_{4}]$的化学方程式______________________________。“滤液2”可以进入______________步骤再利用。

答案：
(2)快速冷却
(3)先产生白色沉淀，后白色沉淀快速溶解
(4)$BeA_{2}(HA)_{2}+6NaOH=Na_{2}[Be(OH)_{4}]+4NaA + 2H_{2}O$
(5)反萃取
解析 在本流程生产过程中，先将铝硅酸盐加热熔融后快速冷却得到其玻璃态，加入稀硫酸浸得到的滤渣成分为$H_{2}SiO_{3}$；“滤液1”中含有$Be^{2+}$和$Al^{3+}$，加入含HA的煤油后HA与$Be^{2+}$反应生成$BeA_{2}(HA)_{2}$进入有机相中，$Al^{3+}$进入水相1中；在有机相中加入过量氢氧化钠后$BeA_{2}(HA)_{2}$转化为$Na_{2}[Be(OH)_{4}]$进入水相2中，分离出含NaA的煤油；对水相2加热，$Na_{2}[Be(OH)_{4}]$转化为$Be(OH)_{2}$，通过过滤分离出来，最后通过一系列操作得到金属铍。
(2)熔融态物质冷却凝固时，若缓慢冷却则会形成晶体，若快速冷却则会形成非晶态，即玻璃态。
(3)“滤液1”中有$Be^{2+}$和$Al^{3+}$，加入含HA的煤油后HA将$Be^{2+}$萃取到有机相中，则水相1中含有$Al^{3+}$；若向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，可观察到的现象为：先产生白色沉淀，后白色沉淀快速溶解。
(4)反萃取过程中$BeA_{2}(HA)_{2}$与烧碱反应生成$Na_{2}[Be(OH)_{4}]$，化学方程式为$BeA_{2}(HA)_{2}+6NaOH=Na_{2}[Be(OH)_{4}]+4NaA + 2H_{2}O$；滤液2的主要成分为NaOH，可进入反萃取步骤再利用。

2. [2017·全国卷Ⅲ，27(4)]重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为$FeO\cdot Cr_{2}O_{3}$，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到$K_{2}Cr_{2}O_{7}$固体。冷却到__________(填字母)得到的$K_{2}Cr_{2}O_{7}$固体产品最多。
a. $80^{\circ}C$ b. $60^{\circ}C$ c. $40^{\circ}C$ d. $10^{\circ}C$

步骤⑤的反应类型是__________________。

答案： d 复分解反应

1. [2024·全国甲卷，26(3)]钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
炼锌废渣$\xrightarrow{稀H_{2}SO_{4}}酸浸\xrightarrow{H_{2}S}沉铜\xrightarrow{Na_{2}S_{2}O_{8}}沉锰\xrightarrow{NaOH调pH=4}沉淀\xrightarrow{NaClO}沉钴\xrightarrow{}滤液$
浸渣 CuS $MnO_{2}$ 滤渣 $Co(OH)_{3}$
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于$10^{-5}mol\cdot L^{-1}$，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①$K_{sp}(CuS)=6.3\times10^{-36}$，$K_{sp}(ZnS)=2.5\times10^{-22}$，$K_{sp}(CoS)=4.0\times10^{-21}$。
②以氢氧化物形式沉淀时，$\lg[c(M)/(mol\cdot L^{-1})]$和溶液pH的关系如图所示。
　　
假设“沉铜”后得到的滤液中$c(Zn^{2+})$和$c(Co^{2+})$均为$0.10mol\cdot L^{-1}$，向其中加入$Na_{2}S$至$Zn^{2+}$沉淀完全，此时溶液中$c(Co^{2+})=$________$mol\cdot L^{-1}$，据此判断能否实现$Zn^{2+}$和$Co^{2+}$的完全分离？________(填“能”或“不能”)。

答案： $1.6×10^{-4}$ 不能
解析 假设“沉铜”后得到的滤液中$c(Zn^{2 + })$和$c(Co^{2 + })$均为$0.10\ mol\cdot L^{-1}$，向其中加入$Na_{2}S$至$Zn^{2 + }$沉淀完全，此时溶液中$c(S^{2 - })=\frac{2.5×10^{-22}}{10^{-5}}\ mol\cdot L^{-1}=2.5×10^{-17}\ mol\cdot L^{-1}$，则$c(Co^{2 + })=\frac{4.0×10^{-21}}{2.5×10^{-17}}\ mol\cdot L^{-1}=1.6×10^{-4}\ mol\cdot L^{-1}$，说明大部分$Co^{2 + }$也转化为硫化物沉淀，不能实现$Zn^{2 + }$和$Co^{2 + }$的完全分离。