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3-2 铍
铍(Be)的性质与Al 相似，是典型的两性金属，在通常情况下，不形成简单离子，而形成正、负配离
子。铍是密集的六方金属晶体，表面易形成氧化层，减小了金属本身的活性。
铍与非金属的反应：
2Be+O2=2BeO
Be+S══BeS
3 Be+ N 2= B e3 N 2
铍与C 反应，生成Be2C(与 Al4C3同类)，而其他碱土金属的碳化物都是MC2型。前者与H₂O 反应生成CH4
后者与H2O 反应生成C2H2。
铍与d 区元素反应生成MBe12、MBe11(M 为d 区金属元素)，可作为合金添加剂，使合金耐腐蚀，增加强度
和硬度。
铍的两性：
Be+2H3O++2H2O=[Be(H2O)4]2++H2↑
Be+2O H
-+2 H 2O =[Be(OH )4]
2-+ H 2↑
铍在冷的浓 HNO₃ 和浓 H₂SO₄ 中发生钝化作用。
在铍的重要化合物中，BeO 具有两性，而其他碱金属氧化物和碱土金属的氧化物均为碱性。BeS、
Be(OH)2、BeF₂ 也有两性:
BeO+ SiO2= BeSiO3,BeO+ N a2O = N a2BeO2
BeS + N a2S = N a2Be S3,BeS + Si S2= BeSi S3
BeO+2 H 3O
++ H 2O =[Be(H 2O)4]
2+
BeO+ H 2O+2O H
-=[Be(OH )4]
2-
2 KF + Be F2= K 2[Be F4],Be F2+ Si F4= Be[Si F6]
BeS 完全水解：
BeS +2 H 2O = Be(OH )2↓+ H 2S↑
BeCl₂ 呈纤维状结构，其结构如图所示。
【典例1】
【审题要点】
1．（2026·四川巴中·一模）金属铍广泛应用于机械制造、航空
航天、核工业等领域，一种从硅铍石[主要含有
]中制备铍的工艺如下：
有关离子物质的量浓度lgc 与pH 的关系如图所示，当溶液中
可溶性组分浓度
时，可认为已沉淀完
全。
（1）铍位于元素周期表________区。
（2）细磨的作用为__________．
（3）“酸浸”时
与硫酸反应的离子方程式为
________；滤渣3 的主要成分是________。
（4）“煮沸水解”表明，热稳定性：
________
（填“>”、“<”或“=”）。已知：
本题以硅铍石（主要成分为
Be₂SiO₄）为原料制备金属铍的工艺流程
为背景，考查了元素周期表分区、化工操
作目的、离子方程式书写、沉淀成分判
断、热稳定性比较、溶度积计算以及电解
原理的应用。审题时需要重点关注以下几
点：
原料成分：硅铍石主要含 Be₂SiO₄，
但流程中涉及铝、铁等杂质（从后续
问题推断）。
提供信息：有离子浓度与 pH 的关系
图（虽未给出具体图像，但需理解其
用于判断沉淀情况）；已知
Ksp[Be(OH)₂] = 1.6×10⁻²² ；以及
NaCl 、MgCl₂ 、BeCl₂ 的分解电压
表。
流程图步骤：包括熔炼、细磨、酸
浸、过滤、加氨水沉淀、碱溶、过
滤、煮沸水解、电解等环节，需要理
解每一步的转化关系。
问题类型：涉及周期表分区、操作目
的、离子方程式、滤渣成分、热稳定
性比较、Ksp 计算、电解电极判断和
电压选择。
【思路分析】
，若在
常温下通过调节pH 处理滤液3，则
完全沉淀时
（已有
沉淀产生）余液中
浓度为
________
。
（5）以熔融
为电解质，Ni 和石墨棒为电极材料，电解
BeO 可制得Be，装置图如下：
a．图中甲电极材料为________，向甲电极迁移的离子为
________（填
或
）。
b．已知
、
、
分解为对应单质的分解电压如下表：
5.28V
4.43V
2.54V
则该装置合适的电压可选________。
A．2.00V B．2.60V C．6.00V
【答案】（1）s
（2）增大与溶液的接触面积，提高浸取速率（或浸取率）
（3）
（4） <
（5） 石墨棒或石墨
B
【解析】硅铍石[主要含有
]熔炼细
磨加后加入硫酸酸浸，金属阳离子进入滤液1，加氨水沉淀
后，
、
、
都转化为氢氧化物，滤渣2 加入氢氧化
钠，只有
不溶转化为滤渣3，滤液3 含有
、
，煮沸水解只有
转化为
，进而得到铍，据此解答。
铍在周期表中的位置：铍原子序数为
4，电子排布式为 1s²2s²，最后一个电
子填入 s 轨道，因此位于 s 区。
细磨的作用：将固体原料研磨成细
粉，可增大与硫酸的接触面积，从而
加快酸浸反应速率，提高浸取率。
酸浸离子方程式与滤渣成分：Be₂SiO₄
与硫酸反应生成 BeSO₄ 和硅酸沉淀，
离子方程式为 Be₂SiO₄ + 4H⁺ = 2Be²⁺ +
H₂SiO₃↓（或 H₄SiO₄）。随后加氨水
沉淀，滤渣 2 为 Be(OH)₂、Al(OH)₃
等；再加 NaOH 碱溶，Be(OH)₂ 和
Al(OH)₃ 溶解，而 Fe(OH)₃ 等不溶，
因此滤渣 3 的主要成分为 Fe(OH)₃
（若原料含铁）。
煮沸水解与热稳定性比较：煮沸碱溶
后的滤液，Be 以 Be(OH)₂ 沉淀而 Al
仍留在溶液中，说明 [Be(OH)₄]²⁻ 更
易水解，即 Be(OH)₂ 的热稳定性弱于
Al(OH)₃，故填“<”。计算 Be²⁺ 完全
沉淀时的浓度：根据图中 Al³⁺ 完全沉
淀的 pH （设为 6.5 ），此时
c(OH⁻)=10-7.5mol/L ，代入Ksp 得
c(Be²⁺)=Ksp/c²(OH⁻)=1.6×10⁻²²/10⁻¹⁵=1
.6×10⁻⁷ mol/L。
电解装置：甲电极接电源正极，为阳
极，需用惰性电极，因此材料为石墨
棒。电解时阴离子向阳极移动，故向
甲电极迁移的离子为阴离子（如
Cl⁻）。电压选择需大于 BeCl₂ 的分解
电压 2.54 V ，同时小于 NaCl 和
MgCl₂ 的分解电压（4.43 V 和 5.28
V），2.60 V 符合要求，选 B。
（1）铍原子序数为4，电子排布为
，最后填充电子在s 轨
道，属于s 区；
（2）固体反应物细磨可增大接触面积，加快反应速率，提升浸
出效率，是化工流程常见操作目的。
（3）酸浸时，
与
反应，
转化为硅酸沉淀，
转化为
，配平得离子方程式为
。加氨水沉淀
后，
、
、
都转化为氢氧化物，加
碱溶时，
不与
反应，故滤渣3 为
。
（4）煮沸时
水解得到
，而
仍稳定存在，故热稳定性：
。
计算：
，完全沉淀时
，代入得
，
；由图可
知，
，
，
时
，得
，故
。
（5）a. 电解制备
时，
在阴极得电子生成
，甲电极连
接电源正极，为阳极，阳极材料为石墨，阴极材料为
；电
解池中因离子向阳极移动，故
向甲电极迁移；
b. 需要电压大于
的分解电压（2.54V），同时小于
、
的分解电压（4.43V、5.28V），只有2.60V 符合要求，
选B。
【典例2】
【审题要点】
2．（25-26 高二上·广东河源·阶段练习）绿柱石是冶炼金属铍
的重要原料，其主要成分为
、
、
，还含少
量
和
。利用绿柱石制备
的一种工艺流程如
下：
已知：①铍元素的性质与铝元素相似
②在强碱性条件下，
元素以
形式存在。
③上述条件下，部分金属离子形成氢氧化物沉淀的
如下
表：
金属离子
开始沉淀pH
5.5
7.2
2.2
完全沉淀pH
7.5
9.5
3.2
请回答下列问题：
（1）“熔炼”的目的是通过改变绿柱石晶相中的稳定结构增
强其反应活性，气体
的结构式为__________。
（2）滤渣1 的成分为__________，“溶浸”工序所加试剂浓
硫酸改为稀硫酸，则“沉铁”工序所加试剂氨水应改为先
加
再加氨水会更好，加入
原因是__________。
（3）“沉铁”加入氨水调
时，应控制范围为__________。
（4）“沉铍”时，若加入
溶液的量过多，会导致铍的
产率降低，原因是：__________（用离子方程式表示）。
（5）“灼烧”工序的化学方程式为__________。
（6）“高温反应”时需加入保护性气体，保护性气体
__________（填“能”或“不能”）选择
。该“高温
反应”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
（7）该流程中“沉铍”后的滤液可返回__________工序循环
利用。
本题以绿柱石（主要含 BeO 、
Al₂O₃、SiO₂ 及少量 FeO、Fe₂O₃）为原料
制备 BeO 的工艺流程为背景，考查了物
质结构、沉淀 pH 控制、离子方程式、化
学方程式、氧化还原等知识。审题时需要
关注以下几点：
原料成分：绿
柱石含 BeO 、Al₂O₃ 、SiO₂ 以及
FeO、Fe₂O₃。
已知信息：①
铍与铝性质相似；②强碱性条件下
Be 以 [Be(OH)₄]²⁻ 形式存在；③部
分金属离子形成氢氧化物沉淀的 pH
表（Fe³⁺ 开始沉淀 2.2，完全沉淀
3.2；Be²⁺ 开始沉淀 5.5，完全沉淀
7.5；
流程图步骤：
熔炼、溶浸、过滤、沉铁、沉铝、沉
铍、灼烧、高温反应等，需理解每一
步的试剂和作用。
问题类型：结
构式、滤渣成分、试剂改进原因、
pH 范围、离子方程式、化学方程
式、保护气选择、氧化剂还原剂比
例、循环利用。
【思路分析】
气体 A 的结构式：熔炼时绿柱石与
石灰石反应，产生 CO₂，其结构式为
O=C=O。
滤渣 1 的成分与试剂改进：溶浸后滤
渣 1 为不溶的 H₂SiO₃ 和微溶的
CaSO₄。若将浓硫酸改为稀硫酸，则
Fe²⁺ 不易被氧化，需在沉铁前先加
H₂O₂ 将 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺，再加氨水
沉淀，防止 Fe²⁺ 在后续沉铍时引入杂
质。
【答案】（1）
（2）
、
将溶液中的
氧化为
，
防止“沉铍”工序中引入杂质
（3）
（4）
或者
、
（5）
+2HF
（6） 不能 1: 1
（7）沉铝
【解析】绿柱石(主要化学成分为BeO、Al2O3、SiO2，还含有少
量FeO 和Fe2O3)，加入石灰石熔炼，SiO2、Al2O3、BeO 分别
与CaCO3反应生成CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳，加
入浓硫酸溶浸，浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、
Fe2(SO4)3，滤渣1 为H2SiO3和CaSO4，向滤液中加入硫酸铵
沉铝，过滤得到滤液和铝铵矾，在滤液中加氨水调节pH 使
铁离子转化为沉淀，滤渣2 为氢氧化铁，过滤后滤液中含有
BeSO4、(NH4)2SO4，再向溶液中加入氨水沉铍得到氢氧化
铍，过滤后向氢氧化铍中加入HF、NH3，得到(NH4)2BeF4，
(NH4)2BeF4灼烧得到BeF2、NH3和HF，加入镁在高温下反应
生成Be。
（1）“熔炼”过程中SiO2、Al2O3、BeO 分别与CaCO3反应生成
CaSiO3、铝酸钙、铍酸钙和二氧化碳，气体A 为二氧化碳，
结构式为
；
（2）加入浓硫酸进行溶浸，浸出液中含有BeSO4、Al2(SO4)3、
Fe2(SO4)3，滤渣1 为H2SiO3和微溶物CaSO4；“溶浸”工
序、“沉铁”工序所加试剂改为稀硫酸、氨水和过氧化氢会
更好，可将溶液中的
氧化为
，防止“沉铍”工序中
引入杂质，浓硫酸和FeO 发生反应放出SO2污染性气体。
（3）调pH 的目的是除去溶液中的Fe3+，同时Be2+继续保留在溶
液中，结合表格数据可知，适宜的pH 范围为
；
（4）由题给信息可知，Be 的性质与Al 类似，在强碱性条件下，
Be 元素以[Be(OH)4]2-形式存在，若使用NaOH 溶液，生成
沉铁 pH 范围：为使 Fe³⁺ 完全沉淀
而 Be²⁺ 不沉淀，应控制 pH 在 Fe³⁺
完全沉淀的 3.2 以上，且低于 Be²⁺
开始沉淀的 5.5，因此范围为 3.2 ≤ pH
< 5.5。
沉铍时 NaOH 过量的影响：Be 有两
性，过量 NaOH 会使 Be(OH)₂ 溶解
生成 [Be(OH)₄]²⁻，导致产率降低，离
子方程式为 Be²⁺ + 4OH⁻ = [Be(OH)₄]²⁻
或 Be(OH)₂ + 2OH⁻ = [Be(OH)₄]²⁻。
灼烧化学方程式：(NH₄)₂BeF₄ 受热分
解为 BeF₂、NH₃ 和 HF，方程式为
(NH₄)₂BeF₄
BeF₂ + 2NH₃↑ + 2HF↑。
高温反应保护气与氧化剂还原剂比
例：高温下 Be 和 Mg 均能与 N₂ 反
应，故不能用 N₂ 作保护气。反应
BeF₂ + Mg = Be + MgF₂ 中，Mg 为还
原剂，BeF₂ 为氧化剂，物质的量之比
为 1:1。
滤液循环利用：沉铍后的滤液含有
(NH₄)₂SO₄，可返回沉铝工序循环使
用。
[Be(OH)4]2-，因此会降低Be 的沉淀率，导致Be 的产率降
低。离子方程式为：Be2++4OH-＝[Be(OH)4]2-或者
、
；
（5）根据流程图可知，灼烧时(NH4)2BeF4分解生成BeF2、NH3和
HF。化学方程式为
+2HF
；
（6）不能选择N2气氛，因为高温下，Be、Mg 皆能与N2发生反
应生成氮化物；高温反应的化学方程式为BeF2+Mg
Be+MgF2，Mg 的化合价升高，作还原剂，Be 的化合价降
低，作氧化剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1；
（7）根据元素守恒可知沉铍后的滤液中含有(NH4)2SO4，可返回
沉铝工序循环使用。
1．（2025·四川眉山·模拟预测）铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略
物资。利用绿柱石(主要化学成分为(
，还含有一定量的FeO 和
)生产BeO 的一种工艺
流程如下。
回答问题：
（1）将
写成氧化物形式___________。
（2）
中Be 的化合价为___________。
（3）粉碎的目的是___________；残渣主要成分是___________(填化学式)。
（4）该流程中能循环使用的物质是___________(填化学式)。
（5）无水
可用作聚合反应的催化剂。BeO、
与足量C 在600~800℃制备
的化学方程式为
___________。
（6）沉铍时，将pH 从8.0 提高到8.5，则铍的损失降低至原来的___________%。
【答案】（1）3BeO·Al2O3·6SiO2
（2）+2
（3） 增大反应物的接触面积加快反应速率，提高浸取率 SiO2
（4）(NH4)2SO4
（5）BeO+Cl2+C
CO+BeCl2
（6）10
【解析】绿柱石煅烧、粉碎后，浓硫酸浸取，SiO2不溶于硫酸，残渣是SiO2，加硫酸铵调节pH=1.5 除去
铝离子，加入氨水调节pH=5.1 除去铁离子，再加入氨水到pH=8.0 生成Be(OH)2沉淀，滤液中的硫酸
铵可循环利用。
（1）将硅酸盐改写成氧化物形式，先写金属氧化物，再写二氧化硅，最后写非金属氧化物，则
写成氧化物形式为3BeO·Al2O3·6SiO2
（2）根据化合物中元素正、负化合价代数和为0，Al 为+3 价，Si 为+4 价，O 为-2 价，故Be 的化合价为
+2 价。
（3）粉碎的目的是增大反应物的接触面积，加快浸取速率，提高浸取率；残渣的主要成分为不溶于浓硫
酸的SiO2。
（4）根据流程分析最后滤液中的主要溶质为硫酸铵，可以在除铝步骤中循环利用。
（5）由题可知，BeO、Cl2与足量C 在600~800℃条件下反应生成BeCl2，该反应中氯元素化合价降低，故
碳元素化合价升高，由于加入了足量C，所以对应产物应该为CO，化学方程式为BeO+Cl2+C
CO+BeCl2。
（6）Be(OH)2的
，则
，当pH=8.0 时，
，铍损失浓度为
，当pH=8.5 时，
，
铍损失浓度为
，故铍的损失降低至原来的
。
2．（2025·陕西西安·模拟预测）以萤石尾矿（含BeO、Li2O、CaF2，及少量CaCO3、SiO2、FeO、Fe2O3、
Al2O3）为原料经过两段除铝制备锂盐和Be(OH)2的工艺流程如下：
已知：①Li+与
生成的LiFeCl4可被TBP 萃取；
②
；
③苯甲酸铝微溶于水，可溶于酸。
回答下列问题：
（1）下列为铍元素不同微粒对应的轨道表示式，则其再失去一个电子需要能量最小的是______（填标
号）。
A．
B．
C．
D．
（2）“沉铁”时，Fe2+生成黄钠铁矾渣的总离子方程式为______；
（3）物质的溶解度曲线如图所示，“精制Ⅰ”时，滤渣Ⅱ的成分是______，由精制Ⅰ溶液得到滤渣Ⅱ的
实验操作为______。“精制Ⅱ”时，pH 不宜过低的原因是______；
（4）“萃取”时，还需要加入NH4Cl，其作用是______。“反萃取”中加入的反萃取剂为______；
（5）“操作X”的目的是______；
（6）实际工业生产中，冶炼铍分两步进行：先将BeO 转化成无水BeCl2，后用石墨电极电解NaCl-BeCl2混
合熔盐，写出阴极电解
的电极反应式：______。
【答案】（1）C
（2）
（3） KAl(SO4)2·12H2O 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤、干燥） pH 过低，苯甲酸铝溶
于酸，铝的去除率降低（或pH 过低，苯甲酸根离子转化为苯甲酸，其浓度降低，导致铝的去除率降
低）
（4） 增大氯离子的浓度，使FeCl3转化为
，提高锂离子的萃取率 盐酸（或HCl）
（5）除去Fe3+
（6）
【解析】萤石尾矿含BeO、Li2O、CaF2，及少量CaCO3、SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3，加硫酸“加热酸
溶”，生成BeSO4、Li2SO4、CaSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，SiO2不溶于硫酸、CaSO4微溶，过
滤出SiO2、CaSO4，加入H2O2、Na2SO4将Fe2+氧化为Fe3+并转化为NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀除铁；此时滤
液主要含有Be2+、Li+和Al3+；加入K2SO4，结合物质的溶解度曲线，可知“精制Ⅰ”时，得到滤渣Ⅱ
的实验方法为加热浓缩、冷却结晶、过滤，得到KAl(SO4)2·12H2O；精制Ⅱ中溶液中的Al3+通过与苯甲
酸钠作用生成苯甲酸铝沉淀而除去；同时得到主要含有Be2+、Li+的滤液，锂离子通过萃取、反萃取分
离出来；水相含有Be2+、Fe3+，操作X 为除去Fe3+，最后加入氨水得到Be(OH)2。
（1）铍元素的原子序数为4，基态原子的电子排布式为1s22s2，激发态原子中电子的能量高于基态原子中
电子的能量，其失去1 个电子需要的能量小于基态原子，而第一电离能小于第二电离能（即失去第一
个电子比失去第二个电子更容易）；A 选项轨道表示基态Be 原子，B 选项轨道表示基态Be+离子，C
选项轨道表示激发态Be 原子，D 选项轨道表示激发态Be+离子，因此四者中再失去1 个电子需要能量
最小的是C。
（2）结合分析可知，“沉铁”时，Fe2+生成黄钠铁矾渣的总离子方程式为：
。
（3）沉铁后的滤液主要含有Be2+、Li+和Al3+，加入K2SO4，结合物质的溶解度曲线，可知“精制Ⅰ”时，
得到滤渣Ⅱ的实验方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，滤渣Ⅱ的成分是
KAl(SO4)2·12H2O；苯甲酸是弱酸，苯甲酸钠与
会生成苯甲酸，导致能与
结合的苯甲酸根离子
减少，生成的苯甲酸铝减少，且苯甲酸铝能溶于酸，因此铝的去除率降低，所以“精制Ⅱ”时，pH
不宜过低。
（4）已知Li+与
生成的LiFeCl4可被TBP 萃取，故“萃取”时，需要先将FeCl3转化为
，Li+再
与
结合成LiFeCl4的形式被TBP 萃取，则加入NH4Cl 的作用是：增大氯离子的浓度，使FeCl3转
化为
，提高锂离子的萃取率；萃取时存在平衡
，加入
可使平衡正向移动，将LiFeCl4转化为HFeCl4，同时释放Li+，使HFeCl4存在于有机相中，
锂元素以Li+形式存在于水相中，则“反萃取”步骤中，加入的反萃取剂最好是盐酸(或HCl)。
（5）由分析可知，萃取后的溶液中仍含有少量的Fe3+，为防止Fe3+在沉铍时一起沉淀，“操作X”的目的
是除去Fe3+。
（6）电解NaCl-BeCl2混合熔盐冶炼铍时，阴极处
得到电子被还原为Be 单质，电极反应式为
。
