硫酸法是现代氧化铍或氢氧化铍生产中广泛应用的方法之一, 其原理

硫酸法是现代氧化铍或氢氧化铍生产中广泛应用的方法之一, 其原理是利用预焙烧破坏铍矿物(绿柱石—3BeO· Al₂O₃·6SiO₂及少量FeO等)的结构与晶型, 再采用硫酸酸解含铍矿物, 使铍、铝、铁等酸溶性金属进入溶液相, 与硅等脉石矿物初步分离, 然后将含铍溶液进行净化、除杂, 最终得到合格的氧化铍( 或氢氧化铍) 产品, 其工艺流程如右图。

已知：（1）铝铵矾的化学式是NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O

（2）铍元素的化学性质与铝元素相似

根据以上信息回答下列问题：

（1）熔炼物酸浸前通常要进行粉碎，其目的是：                                     

（2）“蒸发结晶离心除铝”若在中学实验室中进行，完整的操作过程是_____________________洗涤、过滤。

（3）“中和除铁”过程中“中和”所发生反应的离子方程式是__________________，用平衡原理解释“除铁”的过程_________________________________________________________________________________________________。

（4）加入的“熔剂”除了流程中的方解石外，还可以是纯碱、石灰等。其中, 石灰具有价格与环保优势, 焙烧时配料比( m石灰/ m绿柱石) 通常控制为1：3, 焙烧温度一般为1400℃—1500℃ 。若用纯碱作熔剂，SiO₂与之反应的化学方程式是__________________________，若纯碱加入过多则Al₂O₂、BeO₂也会发生反应，其中BeO与之反应的化学方程式是_______________________，从而会导致酸浸时消耗更多硫酸，使生产成本升高，结合离子方程式回答成本升高的原因___________________________

___________________________________________________________________________。

【答案】（1）提高铍元素的浸出速率和浸出率(2分；两条，一条1分)

（2）蒸发浓缩、冷却结晶(2分)

（3）H⁺+NH₃·H₂O=NH₄⁺+H₂O(2分)      

由于存在平衡Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，氨水中和H⁺，使c(H⁺)减小，上述平衡正向移动，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀而除去。(2分；三个得分点，少一个点扣1分。只至扣完)

（4）SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑(2分；缺条件及气体符号扣1分，没配平得0分)    

BeO+Na₂CO₃ Na₂BeO₂+CO₂↑(2分；缺条件及气体符号扣1分，没配平得0分)

由BeO+2H⁺=Be²⁺+H₂O和BeO₂^2-+4H⁺=Be²⁺+2H₂O可知，BeO转化为BeO₂^2-后将消耗更多硫酸(2分；两条离子方程，一条1分)

【解析】

试题分析：（1）熔炼物酸浸前通常要进行粉碎，其目的是提高铍元素的浸出速率和浸出率；

   （2）“蒸发结晶离心除铝”若在中学实验室中进行，完整的操作过程是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、过滤；

   （3）“中和除铁”过程是加入氨水中和，发生反应的离子方程式是H⁺+NH₃·H₂O=NH₄⁺+H₂O；加入氨水可以调节溶液的pH值，由于存在平衡Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，氨水中和H⁺，使c(H⁺)减小，上述平衡正向移动，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀而除去；

   （4）若用纯碱作熔剂，SiO₂与之反应的化学方程式是SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑；若纯碱加入过多则Al₂O₂、BeO₂也会发生反应，其中BeO与之反应的化学方程式是BeO+Na₂CO₃ Na₂BeO₂+CO₂↑；由题意可知，铍元素的化学性质与铝元素相似，由BeO+2H⁺=Be²⁺+H₂O和BeO₂^2-+4H⁺=Be²⁺+2H₂O可知，BeO转化为BeO₂^2-后将消耗更多硫酸

考点：无机推断