题目内容
【题目】铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为 Cu2S，含少量 Fe2O3、SiO2 等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
已知：
①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子 | Fe2＋ | Fe3＋ | Cu2＋ | Mn2＋ |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
② Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38
(1)加快“浸取”速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有__________（任写一种）。
(2)滤渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的化学方程式：______________。
(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等，调节pH调的范围为_________，若加 A 后溶液的 pH调为4.0，则溶液中 Fe3＋的浓度为_________mol/L。
(4)写出“沉锰”(除 Mn2＋)过程中反应的离子方程式：_________________________。
(5)“赶氨”时，最适宜的操作方法是________________。
(6)过滤Ⅱ得到的沉淀经过洗涤、干燥可以得到碱式碳酸铜，判断沉淀是否洗净的操作是________________。
【答案】充分搅拌，将辉铜矿粉碎，加热等(说法合理即可) 2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O 3.7～5.6（ 或3.7≤pH<5.6） 4.0×10－8 Mn2＋＋HCO3－＋NH3＝MnCO3↓＋NH4＋ 将溶液加热 取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀已洗净，反之未洗净。（其它合理答案也可）
【解析】
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；据此分析解答本题。
（1）酸浸时，通过充分搅拌，将辉铜矿粉碎，加热等都可以提高浸取率；
（2）“浸取”时：在硫酸酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫沉淀、CuSO4和MnSO4，其反应的化学方程式为：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O；
（3）“除铁”主要是除去溶液中Fe3+，根据题干表格可知，若要使Fe3+完全沉淀而不沉淀Cu2+，溶液的pH范围为：3.7～5.6或3.7≤pH<5.6；若溶液pH=4，即c(H+)=1×10-4mol/L，c(OH-)=
=
mol/L=1×10-10mol/L，c(Fe3+)=
= 
mol/L=4.0×10－8mol/L；
（4）“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＋；
（5）“赶氨”时，最适宜的操作方法是减小氨气溶解度，氨气是易挥发的气体，加热驱赶，
故答案为：将溶液加热；
（6）沉淀表面主要杂质为硫酸盐等，因此检验沉淀是否洗净的操作为：取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，加入足量稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀已洗净，反之未洗净。
【题目】磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②相关金属Mn+离子c(Mn+)＝0.1molL -1形成M(OH)n沉淀的pH范围如下：
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | Ca2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 3.8 | 6.3 | 9.6 | 10.6 | 8.8 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 5.2 | 8.3 | 11.6 | 12.6 | 10.8 |
回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为___。
（2）浸出液“净化除杂”过程如下：①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；②__将Al3+、Fe3+变为沉淀除去；③加入NH4F将__离子沉淀除去。写出反应①的离子方程式为___；
（3）碳化结晶时，反应的离子方程式为___。
（4）碳化结晶过程中不能用碳酸铵溶液代替碳酸氢铵溶液可能的原因是__。流程中能循环利用的物质除了氯化铵之外还有__。
（5）测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.5000g碳酸锰产品于锥形瓶中，加25.00mL磷酸，加热，碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-，冷却至室温。加水稀释至100mL，滴加2～3滴指示剂，然后用浓度为0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定（反应为：[Mn(PO4)2]3- +Fe2+＝Mn2+ +Fe3++2PO43-）。重复操作3次，记录数据如下表：
滴定次数 | 0.2000mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数（mL） | |
滴定前 | 滴定后 | |
1 | 0.10 | 20.20 |
2 | 1.32 | 21.32 |
3 | 1.05 | 20.95 |
则产品的纯度=__，若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度__(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。