题目内容

18．辉铜矿主要成分为Cu2S，软锰矿主要成分为MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质．工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如（图1）所示．
已知：①硫酸、MnO2与Cu2S反应生成硫酸铜、MnSO4和单质硫；
②[Cu（NH3）4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如表所示：
  
开始沉淀的pH		 
沉淀完全的pH
 
Fe3+		 1.1 3.2
 
Mn2+		 8.3 9.8
 
Cu2+		 4.4 6.4
（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有矿石粉碎或者适当升高温度或者搅拌（任写一点）；酸浸过程中，硫酸、MnO2与Cu2S的化学反应方程式为2MnO2+Cu2S+4H2SO4=2CuSO4+S+4H2O+2MnSO4．
（2）调节浸出液pH的范围为1.1～3.2，其目的是使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去；
（3）本工艺中可循环使用的物质是NH3（写化学式）．
（4）NH4HCO3溶液、氨气与MnSO4反应生成MnCO3和一种铵盐，且化学方程式为NH4HCO3+NH3+MnSO4=MnCO3↓+（NH4）2SO4；
（5）碳酸锰可转化为硫酸锰溶液，试根据（如图2）曲线图示，由硫酸锰溶液结晶出MnSO4•H2O的最低温度是
40℃；若由硫酸锰溶液结晶出MnSO4•5H2O的最佳温度是：0℃（上述两个温度均在图中所示范围内选取）

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）酸浸时，由于是固体和液体反应，为了提高浸取率，也就是反应更彻底，可以采取增大反应物接触面积的方法比如矿石粉碎或者搅拌，同时由于温度高一些反应更快更彻底，所以可以适当提高反应温度，在实际操作中可以同时实施．所以可采取的措施有矿石粉碎或者适当升高温度或者搅拌；酸浸过程中，由于信息提示“硫酸、MnO2与Cu2S反应生成硫酸铜、MnSO4和单质硫”还可以分析生成物有水，所以对应的化学反应方程式为 2MnO2+Cu2S+4H2SO4=2CuSO4+S+4H2O+2MnSO4．
（2）由于调节pH使使氢氧化铁生成，而不生成其他氢氧化物，根据“部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围”可知，在pH为 1.1～3.2时只生成氢氧化铁而无其他氢氧化物，所以调节浸出液pH的范围为 3.2～4.4，其目的是使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去；
（3）由于过程中开始投入氨气作为反应物，后期又生成了氨气，所以氨气在过程中可以循环使用，题目要求书写其化学式，故为 NH3．
（4）NH4HCO3溶液、氨气与MnSO4反应生成MnCO3和一种铵盐，根据质量守恒定律可知该铵盐为硫酸铵，对应的化学方程式为 NH4HCO3+NH3+MnSO4=MnCO3↓+（NH4）2SO4；
（5）由曲线图示，可以看出由硫酸锰溶液结晶出MnSO4•H2O的最低温度是40℃；由于晶体的溶解度随温度升高而增大，所以若由硫酸锰溶液结晶出MnSO4•5H2O选择的温度越低越是利于晶体的结晶析出，所以最佳温度是：0℃．
故答案为：
（1）矿石粉碎或者适当升高温度或者搅拌； 2MnO2+Cu2S+4H2SO4=2CuSO4+S+4H2O+2MnSO4．
（2）1.1～3.2； 使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去；
（3）NH3；
（4）NH4HCO3+NH3+MnSO4=MnCO3↓+（NH4）2SO4；
（5）40； 0．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．

练习册系列答案
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      ④操作C为洗涤、低温干燥，其中洗涤剂不可选用a（选填序号）．
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A．HB．2HC．H2D．H+
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8．现有六种物质：①熟石灰、②活性炭、③干冰、④钛合金．请选择相应物质的序号填空：
（1）可用于人工降雨的是③；（2）可用于改良酸性土壤的是①；
（3）能吸附冰箱异味的是②；（4）可用来制造人造骨的是④．

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