题目内容

【题目】Ⅰ.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:

已知:①MnO2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范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):

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________________(任写一种)。

(2)调节浸出液pH的范围为________,其目的是____________________。

(3)本工艺中可循环使用的物质是________(写化学式)。

(4)在该工艺的“加热驱氨”环节,若加热的温度较低或过高,都将造成__________的结果。

Ⅱ.海水开发利用的部分过程如下图所示。

(1)海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固体(KClO3溶解度随温度变化大),可通过______、________、_________的操作净化。

(2)生成Mg(OH)2用的沉淀剂一般是生石灰或熟石灰,所以Mg(OH)2沉淀中会混有Ca(OH)2,可通过反复洗涤去除Ca(OH)2,检验沉淀是否洗净的操作方法_______________。

【答案】 粉碎矿石(或升高温度或适当增加酸的浓度或搅拌,任写一种即可) 3.2≤pH<4.4 使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去 NH3  碱式碳酸铜产量减少 溶解 蒸发结晶 趁热过滤 取最后的洗液少许,滴加Na2CO3溶液,若不出现白色沉淀则说明洗净

【解析】I.辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分MnO2,都含少量Fe2O3、SiO2等杂质,加入稀硫酸浸取,过滤得到SiO2、单质S,滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,用氨水调节溶液pH不会引入新的杂质,同时可以使铁离子转化为氢氧化铁沉淀过滤除去,滤液中加入碳酸氢铵和氨水的混合物,使锰离子转化为碳酸锰,碳酸锰再与硫酸反应,经蒸发结晶得到硫酸锰晶体,加热过滤得到的滤液,赶出的氨气可以循环使用,同时再过滤得到碱式碳酸铜。

II.(1). KClO3溶解度随温度变化大而NaCl 溶解度随温度变化小,则提纯NaCl(混有少量的KClO3)时,可通过溶解、蒸发结晶、趁热过滤的操作净化;(2).取最后的洗液少许,滴加Na2CO3溶液,若不出现白色沉淀则洗净。

I .(1). 酸浸时,通过粉碎矿石或升高温度或进行搅拌或适当增加酸的浓度,都可以提高浸取率,故答案为:粉碎矿石(或升高温度或适当增加酸的浓度或搅拌,任写一种即可);

(2). 调节溶液pH的目的是使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去,Cu2+、Mn2+不能沉淀,要除去溶液中的Fe3+离子,溶液pH=3.2时Fe3+离子完全沉淀,溶液pH=4.4时铜离子开始沉淀,则pH范围是3.2≤pH<4.4,故答案为:3.2≤pH<4.4;使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而除去;

(3). 由上述分析可知,可以循环使用的物质是NH3,故答案为:NH3;

(4). 温度过高,碱式碳酸铜会发生分解,温度过低,会有较多的[Cu(NH3)4]SO4存在,都将造成碱式碳酸铜产量减少,故答案为:碱式碳酸铜产量减少;

II.(1). 因KClO3的溶解度随温度变化大而NaCl 溶解度随温度变化小,则海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固体时,可通过将固体溶解、蒸发结晶、趁热过滤的方法进行净化,故答案为:溶解;蒸发结晶;趁热过滤;

(2). 生成Mg(OH)2用的沉淀剂一般是生石灰或熟石灰,所以Mg(OH)2沉淀中会混有Ca(OH)2,可通过反复洗涤去除Ca(OH)2,检验沉淀是否洗净的操作方法是:取最后的洗液少许,滴加Na2CO3溶液,若不出现白色沉淀则说明已经洗净,故答案为:取最后的洗液少许,滴加Na2CO3溶液,若不出现白色沉淀则说明洗净。

练习册系列答案
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温度(绝对温度)

K1

K2

973

1.47

2.38

1173

2.15

1.67

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容器

甲

乙

反应物

投入量

1 mol CO2、3 mol H2

a mol CO2、b mol H2、

c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)

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图1 图2

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