Question

【题目】辉铜矿主要成分Cu2S,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜.主要工艺流程如下:

已知：

①MnO2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

②[Cu（NH3）4]SO4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH3；

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围（开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）实验室配制250mL 4．8molL－1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要___。

（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有__________（任写一点）。

（3）酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式：___________。

（4）调节浸出液pH=4的作用是______________。

（5）本工艺中可循环使用的物质是_____________（写化学式）。

（6）获得的MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤，主要目的是_________________。

（7）测定MnSO4H2O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl2溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为______。

Answer 1

【答案】 250mL容量瓶、胶头滴管 粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌 Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O 使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀 NH3 减少MnSO4·H2O 晶体的损失 96.57%

【解析】酸浸过程中，二氧化硅不反应，分离出来，Cu2S反应生成S单质，Fe2O3溶解，pH值控制在4时，Fe3+沉淀，过滤得到的滤液成分应为CuSO4和MnSO4等，加热赶氨后，得到碱式碳酸铜，滤渣为碳酸锰，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作即可得到硫酸锰晶体，

（1）.实验室配制250mL 4．8molL－1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要250mL容量瓶、胶头滴管，故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；

（2）. 辉铜矿、软锰矿在酸浸时，可以采用升高温度、将矿石粉碎、搅拌等方法来提高浸取率，故答案为：粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌（任写一点）；

（3）.根据信息，MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫，反应物是Cu2S、MnO2、H2SO4，生成物是CuSO4、MnSO4、S，把硫化亚铜看成整体，化合价变化是：（1×2+2×1）=4；Mn元素化合价变化是：4﹣2=2，所以二氧化锰化学计量数是2，硫化亚铜的是1，再根据质量守恒配平其它物质；反应的化学方程式是：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O，故答案为：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O；

（4）.根据金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围，使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的pH范围是：3.2～4.4，故选择pH=4目的是使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀，故答案为：使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀；

（5）.工艺流程中，加入了氨水，最后又得到了氨气，NH3可循环使用，故答案为：NH3；

（6）.获得的MnSO4H2O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时可以使用酒精，因在酒精中，硫酸锰晶体溶解度小，故获得MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤，目的是减少MnSO4H2O晶体的损失，故答案为：减少MnSO4·H2O 晶体的损失；

（7）测定MnSO4H2O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl2溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀为硫酸钡，其物质的量为：n（BaSO4）=n（SO42﹣）=n（MnSO4H2O）= = 0.02mol，则此样品中MnSO4H2O物质的量为：0.02mol× =0.08mol，则样品中MnSO4H2O的纯度=×100%=96.57%；故答案为：96.57%。