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晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用_____________洗涤。

（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（或加热或者搅拌）（任写一点） Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O 使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀 NH3 酒精 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溶解成溶液，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，加热赶氢过后，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）实验室配置250mL 4．8molL－1的溶液需要250mL的容量瓶和胶头滴管；

（2）为了提高浸取率可采取的措施可以粉碎矿石增大接触面积、加热、搅拌等。

（3）有题目可知，MnO2具有氧化性，且Cu2S与MnO2在H2SO4浸泡的条件下生成了S，CuSO4和MnSO4，故根据氧化还原反应配平，可得到Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O；

（4）根据提示Fe3+的PH沉淀范围：1.5～3.2可知当PH=4时，Fe3+会水解生成氢氧化铁沉淀；

（5）本流程中NH4HCO3分解生成NH3，NH3可循环使用；

（6）由于MnSO4·H2O不溶于乙醇，故使用乙醇洗涤可以促进晶体形成；

（7）根据提示n(BaSO4)=n(SO42-)=n(MnSO4·H2O)==0.02mol，25mL 溶液中含有n(SO42-)=n(MnSO4·H2O)=0.02mol，故100mL溶液含有n(MnSO4·H2O)=0.08mol，m(MnSO4·H2O)==13.52g，那么样品的纯度为=96.57%