Question

【題目】輝銅礦主要成分Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，軟錳礦主要含有MnO2 ， 以及少量SiO2、Fe2O3等雜質．研究人員開發綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳晶體和堿式碳酸銅．主要工藝流程如圖：
已知：
①MnO2有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫；
②[Cu（NH3）4]SO4常溫穩定，在熱水溶液中會分解生成NH3；
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍（開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
④MnSO4H2O溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇．
（1）實驗室配制250mL 4.8molL﹣1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要 ．
（2）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有（任寫一點）．
（3）酸浸時，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等．寫出該反應的化學方程式： ．
（4）調節浸出液pH=4的作用是 ．
（5）本工藝中可循環使用的物質是（寫化學式）．
（6）獲得的MnSO4H2O晶體需要進一步洗滌、干燥，洗滌時應用洗滌．
（7）測定MnSO4H2O樣品的純度：準確稱取樣品14.00g，加蒸餾水配成100mL溶液，取出25.00mL用標準的BaCl2溶液測定，完全反應后得到了4.66g沉淀，則此樣品的純度為 ．

Answer 1

【答案】
（1）250mL容量瓶、膠頭滴管
（2）粉碎礦石、適當升高溫度或者攪拌
（3）Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O
（4）使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀
（5）NH3
（6）酒精
（7）96.57%
【解析】解：酸浸過程中，二氧化硅不反應，分離出來，Cu2S反應生成S單質，Fe2O3溶解成溶液，pH值控制在4時，Fe3+沉淀，過濾得到的濾液成分應為CuSO4和MnSO4等，加熱趕氫過后，得到堿式碳酸銅，濾渣為碳酸錳，通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌等操作即可得到硫酸錳晶體，（1）配制一定物質的量濃度的溶液，必不可少的是容量瓶和膠頭滴管，容量瓶要標明規格，本題必須使用250mL容量瓶，所以答案是：250mL容量瓶、膠頭滴管；（2）由于酸浸時礦石顆粒大小影響浸取率，可以通過粉碎礦石提高浸取率，還可以適當升高溫度或者攪拌提高浸取率，所以答案是：粉碎礦石、適當升高溫度或者攪拌；（3）根據信息，MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫，反應物是Cu2S、MnO2、H2SO4 ， 生成物是CuSO4、MnSO4、S，把硫化亞銅看成整體，化合價變化是：（1×2+2×1）=4；Mn元素化合價變化是：4﹣2=2，所以二氧化錳化學計量數是2，硫化亞銅的是1，再根據觀察法配平其它物質；反應的化學方程式是：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O，所以答案是：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O；（4）根據金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍，使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的PH范圍是：3.2～4.4，故選擇PH=4目的是使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀，所以答案是：使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀；（5）工藝流程中，加入了氨水，最后又得到了氨氣，NH3可循環使用，
所以答案是：NH3；（6）獲得的MnSO4H2O晶體需要進一步洗滌、干燥，洗滌時應用酒精，在酒精中，硫酸錳晶體溶解度小，故獲得的MnSO4H2O晶體后常用酒精洗滌，目的是減少MnSO4H2O晶體的損失，所以答案是：酒精；（7）測定MnSO4H2O樣品的純度：準確稱取樣品14.00g，加蒸餾水配成100mL溶液，取出25.00mL用標準的BaCl2溶液測定，完全反應后得到了4.66g沉淀為硫酸鋇，其物質的量為：n（BaSO4）=n（SO42﹣）=n（MnSO4H2O）= mol=0.02mol，則此樣品中MnSO4H2O物質的量為：0.02mol× =0.08mol，則樣品中MnSO4H2O的純度= ×100%=96.57%；所以答案是：96.57%．