Question

【題目】輝銅礦主要成分Cu2S,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，軟錳礦主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。研究人員開發(fā)綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳晶體和堿式碳酸銅.主要工藝流程如下:

已知：

①MnO2有較強(qiáng)的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫；

②[Cu（NH3）4]SO4常溫穩(wěn)定，在熱水溶液中會(huì)分解生成NH3；

③部分金屬陽(yáng)離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍（開始沉淀和完全沉淀的pH）：

Fe3+：1.5～3.2 Mn2+：8.3～9.8 Cu2+：4.4～6.4

④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0．6份沸水，不溶于乙醇。

（1）實(shí)驗(yàn)室配制250mL 4．8molL－1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要___。

（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有__________（任寫一點(diǎn)）。

（3）酸浸時(shí)，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________。

（4）調(diào)節(jié)浸出液pH=4的作用是______________。

（5）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_____________（寫化學(xué)式）。

（6）獲得的MnSO4H2O晶體后常用酒精洗滌，主要目的是_________________。

（7）測(cè)定MnSO4H2O樣品的純度：準(zhǔn)確稱取樣品14.00g，加蒸餾水配成100mL溶液，取出25.00mL用標(biāo)準(zhǔn)的BaCl2溶液測(cè)定，完全反應(yīng)后得到了4.66g沉淀，則此樣品的純度為______。

Answer 1

【答案】 250mL容量瓶、膠頭滴管 粉碎礦石、適當(dāng)升高溫度或者攪拌 Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O 使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀 NH3 減少MnSO4·H2O 晶體的損失 96.57%

【解析】酸浸過程中，二氧化硅不反應(yīng)，分離出來(lái)，Cu2S反應(yīng)生成S單質(zhì)，Fe2O3溶解，pH值控制在4時(shí)，Fe3+沉淀，過濾得到的濾液成分應(yīng)為CuSO4和MnSO4等，加熱趕氨后，得到堿式碳酸銅，濾渣為碳酸錳，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌等操作即可得到硫酸錳晶體，

（1）.實(shí)驗(yàn)室配制250mL 4．8molL－1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要250mL容量瓶、膠頭滴管，故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；

（2）. 輝銅礦、軟錳礦在酸浸時(shí)，可以采用升高溫度、將礦石粉碎、攪拌等方法來(lái)提高浸取率，故答案為：粉碎礦石、適當(dāng)升高溫度或者攪拌（任寫一點(diǎn)）；

（3）.根據(jù)信息，MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫，反應(yīng)物是Cu2S、MnO2、H2SO4，生成物是CuSO4、MnSO4、S，把硫化亞銅看成整體，化合價(jià)變化是：（1×2+2×1）=4；Mn元素化合價(jià)變化是：4﹣2=2，所以二氧化錳化學(xué)計(jì)量數(shù)是2，硫化亞銅的是1，再根據(jù)質(zhì)量守恒配平其它物質(zhì)；反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O，故答案為：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O；

（4）.根據(jù)金屬陽(yáng)離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍，使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的pH范圍是：3.2～4.4，故選擇pH=4目的是使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀，故答案為：使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀；

（5）.工藝流程中，加入了氨水，最后又得到了氨氣，NH3可循環(huán)使用，故答案為：NH3；

（6）.獲得的MnSO4H2O晶體需要進(jìn)一步洗滌、干燥，洗滌時(shí)可以使用酒精，因在酒精中，硫酸錳晶體溶解度小，故獲得MnSO4H2O晶體后常用酒精洗滌，目的是減少MnSO4H2O晶體的損失，故答案為：減少MnSO4·H2O 晶體的損失；

（7）測(cè)定MnSO4H2O樣品的純度：準(zhǔn)確稱取樣品14.00g，加蒸餾水配成100mL溶液，取出25.00mL用標(biāo)準(zhǔn)的BaCl2溶液測(cè)定，完全反應(yīng)后得到了4.66g沉淀為硫酸鋇，其物質(zhì)的量為：n（BaSO4）=n（SO42﹣）=n（MnSO4H2O）= = 0.02mol，則此樣品中MnSO4H2O物質(zhì)的量為：0.02mol× =0.08mol，則樣品中MnSO4H2O的純度=×100%=96.57%；故答案為：96.57%。