题目内容
13．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 4.8mol•L-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．
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有粉碎矿石或适当升高温度或者搅拌（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：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O．
（4）调节浸出液pH=4的作用是使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀．
（5）本工艺中可循环使用的物质是NH3（写化学式）．
（6）获得的MnSO4•H2O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用酒精洗涤．
（7）测定MnSO4•H2O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96.57%．
分析 （1）配制250mL溶液，需要250mL容量瓶，还需要胶头滴管定容；
（2）矿石的颗粒大小、温度及是否搅拌等会影响浸取率；
（3）MnO2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫，生成物是CuSO4、MnSO4、S，反应物是硫酸、二氧化锰和硫化亚铜，根据化合价升降法配平；
（4）氢氧化铁开始沉淀PH=1.5，完全沉淀PH=3.2，Cu2+：开始沉淀是4.4，使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的PH范围是：3.2～4.4；
（5）根据工艺流程可以看出，可循环使用的物质是氨气；
（6）MnSO4•H2O晶体在酒精中溶解度小；
（7）依据滴定反应生成的沉淀为硫酸钡，结合元素守恒计算得到样品纯度．
解答 解：（1）配制一定物质的量浓度的溶液，必不可少的是容量瓶和胶头滴管，容量瓶要标明规格，本题必须使用250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）由于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，
故答案为：粉碎矿石或适当升高温度或者搅拌；
（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，再根据观察法配平其它物质；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）在酒精中，硫酸锰晶体溶解度小，故获得的MnSO4•H2O晶体后常用酒精洗涤；
故答案为：酒精；
（7）测定MnSO4•H2O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，为硫酸钡物质的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（MnSO4•H2O）=n（BaSO4）=0.02mol，则此样品中MnSO4•H2O物质的量为：0.02mol×$\frac{100}{25}$=0.08mol，则样品中MnSO4•H2O的纯度=$\frac{0.08mol×169g/mol}{14.00g}$×100%=96.57%；
故答案为：96.57%．
点评 本题考查了硫酸锰晶体的制取、物质分离提纯、溶液的配制、中和滴定原理的应用等，涉及的知识点比较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力和计算能力，题目难度中等．
| 化合物 | Fe（OH）2 | Fe（OH）3 | FePO4 | Fe3（PO4）2 |
| Ksp近似值 | 10-17 | 10-38 | 10-22 | 10-36 |
（2）为提高FePO4的产率，根据上述制备方法和表中数据，应采取的正确措施是d（填正确答案的标号）．
a．不加H2O2 b．调节溶液pH至5
c．降低反应温度 d．增大NH4H2PO4的用量
（3）磷的含氧酸H3PO2与足量的NaOH溶液反应，生成NaH2PO2，则H3PO2为一元酸；在LiFePO4中的化学键有离子键、共价键，在制备LiFePO4的过程中加入H2C2O4的作用是还原FePO4．
（4）LiFePO4可作锂电池的电极材料．充电时，Li+从LiFePO4晶格中迁移出来，部分LiFePO4转化为Li1-xFePO4，则阳极的电极反应式为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+．
（5）电化学还原TiO2是获取金属钛的常用方法．采用熔融盐作电解质，用石墨做阳极，总反应为TiO2$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Ti+O2↑．
①电解过程中，阳极不断被消耗而需要定期更换，其原因是2O2--4e-═O2↑，C+O2=CO2（用反应式表示）．
②电解由含80%FeTiO3的钛铁矿制取的TiO2得到12Kg金属钛，已知电流效率为76%，则至少需要该种钛铁矿62.5kg．（电流效率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%）
．| A． | 水电离的c（ H+）=1xl0-13 mol/L的溶液中：K+、Na+、SiO32-、SO42- | |
| B． | 1.0 mol/L的CH3COOH溶液：K+、Fe3+、NO3-、Cl- | |
| C． | 在c（OH-）：c（H+）=1×1012的溶液：NH4+、Ca2+、C1-、K+ | |
| D． | 甲基橙显黄色的溶液：Na+、CO32-、NO3-、SO32- |
| A． | 化学药品着火，都要立即用水或泡沫灭火器灭火 | |
| B． | 明矾和漂白粉常用于自来水的净化，但两者的作用原理不相同 | |
| C． | 食品包装袋中常放入小袋的生石灰，目的是防止食品氧化变质 | |
| D． | 纤维素在人体内可水解为葡萄糖，故可作人类的营养物质 |
| A． | 可以选用方案Ⅰ分离NaCl中的I2 | |
| B． | 方案Ⅰ中X物质不可能是受热易分解的物质 | |
| C． | 方案Ⅱ中加入NaOH溶液可以分离出含SiO2的Fe2O3 | |
| D． | 方案Ⅱ中加入的也可以是能够溶解除X外的其余物质的试剂 |
| A． | 碳酸氢钠可用于制备纯碱、治疗胃酸过多的药剂 | |
| B． | 胃酸过多的人不宜吃海带、鸡肉、苹果等酸性食物 | |
| C． | 人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 | |
| D． | 1mol葡萄糖能水解成2mol乙醇和2mol二氧化碳 |
| A． | d点对应的食盐水pH=6，呈中性 | |
| B． | 向a点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至b点，此时c（Na+）=c（CH3COO-） | |
| C． | T℃时，0.05mol/LBa（OH）2溶液的pH=11 | |
| D． | a点对应的稀硫酸与c点对应的CH3COONa溶液中水的电离程度相同 |
| A． | 12种 | B． | 10种 | C． | 8种 | D． | 6种 |