Question

20．用辉铜矿（主要成分为 Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂，等杂质）制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图：
（l）下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的是A（填字母）．
A．延长浸取时间    
B．将辉铜矿粉碎
C．充分搅拌        
D．适当增加硫酸浓度
（2）滤渣I巾的主要成分是MnO₂、S、SiO₂，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式：2MnO₂+Cu₂S+8H⁺=S↓+2Cu²⁺+2Mn²⁺+4H₂O．
（3）研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化．
（4）“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃．则加入的试剂A可以是CuO或Cu（OH）₂（填化学式）；“赶氨”时，最适宜的操作方法是加热．
（5）“沉锰”（除Mn²⁺）过程中有关反应的离子方程式为Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺．
（6）滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是（NH₄）₂SO₄（填化学式）．

Answer 1

分析 辉铜矿主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO₂、SiO₂、单质S，滤液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，调节溶液PH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜，
（1）提高浸取速率，可增大浓度、升高温度、增大固体表面积或搅拌等；
（2）“浸取”时：在酸性条件下MnO₂氧化Cu₂S得到硫沉淀、CuSO₄和MnSO₄；
（3）若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe₂O₃在浸取时起媒介作用，Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（4）加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，结合氨气易挥发的特点分析；
（5）“沉锰”（除Mn²⁺）过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，以此可书写反应的离子方程式；
（6）滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体．

解答 解：辉铜矿主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO₂、SiO₂、单质S，滤液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，调节溶液PH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜，
（1）酸浸时，通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌都可以提高浸取率，延长浸取时间并不能提高速率，
故答案为：A；
（2）“浸取”时：在酸性条件下MnO₂氧化Cu₂S得到硫沉淀、CuSO₄和MnSO₄，其反应的离子方程式是：2MnO₂+Cu₂S+8H⁺=S↓+2Cu²⁺+2Mn²⁺+4H₂O，
故答案为：2MnO₂+Cu₂S+8H⁺=S↓+2Cu²⁺+2Mn²⁺+4H₂O；
（3）浸取时氧化铜溶液稀硫酸生成硫酸铁和水，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe₂O₃在浸取时起媒介作用，Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化，
故答案为：Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（4）加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，因氨气易挥发，加热可促进挥发，则可用加热的方法．
故答案为：CuO或Cu（OH）₂；加热；
（5）“沉锰”（除Mn²⁺）过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺，
故答案为：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺；
（6）滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体，故答案为：（NH₄）₂SO₄．

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和流程分析应用，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，解答该类题目，注意把握实验原理和操作流程的目的，主要是物质性质的理解，题目难度中等．