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 |
②Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38
(1)滤渣I中的主要成分除了MnO2，S还有___________ (化学式)，请写出“浸取”反应中生成S的化学方程式：_____。
(2)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5，则溶液中Fe3＋的浓度为____mol/L。
(3)写出“沉锰”(除Mn2＋)过程中反应的离子方程式：_____。
(4)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是____(写化学式)。
【答案】SiO2 2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O 3.7～5.6 4.0×10－11 Mn2＋＋HCO3－＋NH3＝MnCO3↓＋NH4＋ (NH4)2SO4
【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。
(1)由滤渣1的成份可知反应的化学方程式是：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，反应中Mn元素化合价降低，被还原，MnO2为氧化剂，因二氧化硅与酸不反应，则滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2；
(2) “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=5，即c(H+)=1×10-5mol/L，
mol/L=1×10-9mol/L，c(Fe3+)= 
mol/L=4.0×10-11mol/L；
(3)“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＋；
(4)根据分析，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，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。
