Question

实验室用辉铜矿（主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制备碱式碳酸铜的主要实验流程如下．
（1）浸取时，为了加快浸取的速率又不增加成本，可以采用的措施是

 

．
（2）滤渣Ⅰ的成分为MnO₂、单质S和

 

（写化学式）；
（3）硫酸浸取时，Cu₂S被MnO₂氧化的化学方程式为

 

．
（4）浸取时，研究发现若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，其可能原因是

 

．
（5）“赶氨”时，最适宜的操作方法是

 

．
（6）“沉锰”发生反应的离子方程式为：

 

．
（7）滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是

 

（写化学式）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：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I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离子，过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜；
（1）根据影响反应速率的因素分析；
（2）分析流程结合物质性质可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液；
（3）硫化亚铜在酸溶液在被二氧化锰氧化生成硫酸铜，硫单质和硫酸锰；
（4）若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe₂O₃在浸取时起媒介作用，Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（5）“赶氨”时，最适宜的操作方法是减小氨气溶解度，加热驱赶；
（6）含有锰离子的溶液加碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰和碳酸铵；
（7）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．

解答： 解：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I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离子，过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜；
（1）固体与液体反应时增大固体的表面积可以加快反应速率，升高温度、增大硫酸浓度也能加快反应速率；
故答案为：将矿石粉碎（或提高浸取温度或适当增加酸的浓度等）；
（2）分析流程结合物质性质可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液，在滤渣Ⅰ的成分为MnO₂、单质S和SiO₂；
故答案为：SiO₂；
（3）硫化亚铜在酸溶液在被二氧化锰氧化生成硫酸铜，硫单质和硫酸锰，反应的化学方程式为：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O，
故答案为：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O；
（4）若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe₂O₃在浸取时起媒介作用，Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化，
故答案为：Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（5））“赶氨”时，最适宜的操作方法是减小氨气溶解度，可以加热驱赶，
故答案为：将溶液加热；
（6）含有锰离子的溶液加碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰和碳酸铵，其反应的离子方程式为：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+CO₃^2-+NH₄⁺；
故答案为：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+CO₃^2-+NH₄⁺；
（7）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，故答案为：（NH₄）₂SO₄．

点评：本题考查了物质分离提纯的方法和流程分析应用，主要涉及物质性质的理解、影响速率的因素、离子方程式的书写等，掌握基础是关键，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力．