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【题目】[化学——选修2:化学与技术]辉铜矿主要成分为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:

MnO2有较强的氧化性,能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;

[CuNH34]SO4常温稳定,在热水溶液中会分解生成NH3

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

MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水,不溶于乙醇。

1实验室配制250 mL 4.8 mol·L1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。得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式:

3调节浸出液pH=4的作用是

4本工艺中可循环使用的物质是 写化学式

5获得的MnSO4·H2O晶体需要进一步洗涤、干燥,洗涤时应用 洗涤。

6测定MnSO4·H2O样品的纯度:准确称取样品14.00 g,加蒸馏水配成100 mL溶液,从中取出25.00 mL用标准的BaCl2溶液测定,完全反应后得到了4.66 g沉淀,则此样品的纯度为__________保留三位有效数字

【答案】1250 mL容量瓶、胶头滴管2分

2粉碎矿石或加热或者搅拌)(任写一点)(1分 Cu2S+2MnO2+4H2SO42CuSO4+2MnSO4+S↓+ 4H2O3

3使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀,而 Cu2+、Mn2+不形成沉淀2分

4NH32分

5酒精2分

696.6%3分

【解析】1配制一定物质的量浓度的溶液,必不可少的玻璃仪器是容量瓶和胶头滴管,容量瓶要标明规格,本题必须使用250 mL容量瓶。

2酸浸时矿石颗粒大小影响浸取率,可以通过粉碎矿石提高浸取率,还可以适当升高温度或者搅拌提高浸取率。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:42=2,所以二氧化锰化学计量数是2,硫化亚铜的是1,再根据观察法配平其它物质反应的化学方程式是:Cu2S+2MnO2+4H2SO42CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O。

3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+、Mn2+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,而 Cu2+、Mn2+不形成沉淀

4工艺流程中,加入了氨水,最后又得到了氨气,因此NH3 可循环使用。

5硫酸锰晶体不溶于酒精,故获得的MnSO4·H2O晶体后常用酒精洗涤,目的是减少MnSO4H2O晶体的损失。

6根据提示nBaSO4=nSO42=nMnSO4·H2O= =0.02 mol,25 mL溶液中含有nSO42= nMnSO4·H2O=0.02 mol,则100 mL溶液含有nMnSO4·H2O=0.08 mol,mMnSO4·H2O=0.08×169=13.52g那么样品的纯度为=96.6%。

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请回答:

(1)步骤中实验室需要把硼镁矿放在 仪器中焙烧(填实验仪器)。

(2)步骤中采用减压过滤,该小组同学所用的装置如右图所示,若实验过程中发现倒吸现象,应采取最简单的实验操作是 ;从NH4H2BO3溶液获得硼酸晶体蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥获得硼酸晶体,下列实验条件容易使得到的硼酸晶体有较大颗粒的是

A.较高温度下快速蒸发

B.用冰水冷却 NH4H2BO3溶液

C.采用较稀的NH4H2BO3溶液

(3)硼酸是极弱的一元弱酸,用离子方程式表示硼酸溶液显酸性的原因 ;硼酸溶解度如下图所示,从操作中获得H3BO3晶体需要洗涤、干燥,洗涤过程中需要用 (填“冷水”或“热水”),你的理由是

(4)测定硼酸晶体纯度的试验方法是,取0.5000g样品与锥形瓶中,滴加甘油,微热使样品溶解,迅速冷却至室温,滴加指示剂,用NaOH标准溶液滴定至15.80ml时到达终点。已知:每1.00mlNaOH滴定液相当于30.92mg的H3BO3,则该样品中H3BO3的质量分数为

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