Question

【題目】堿式碳酸銅在煙火、農藥、顏料、殺菌劑等方面應用廣泛。一種以輝銅礦（Cu2S，含有SiO2和少量Fe2O3等雜質）為原料制備堿式碳酸銅的流程如圖所示：

已知：①有關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩定，在熱水中會分解生成NH3；

③Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

回答下列問題：

（1）加快“浸取”速率，除將輝銅礦粉碎外，還可采取的措施有___（任寫一種）。

（2）濾渣I經CS2提取后可獲得一種淡黃色副產品，則濾渣I中的主要成分是___（填化學式）。回收淡黃色副產品過程中溫度控制在50~60℃之間，不宜過高或過低的原因是___。

（3）常溫下“除鐵”時加入的試劑A可用CuO，調節pH的范圍為___，若加A后將溶液的pH調為5，則溶液中Fe3+的濃度為___ mol/L。

（4）寫出“沉錳”（除Mn2+）過程中反應的離子方程式：___。

（5）“趕氨”時，最適宜的操作方法是___。

（6）測定副產品MnSO4·H2O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___（保留到小數點后兩位）。

Answer 1

【答案】攪拌；適當增加硫酸濃度；適當加熱等 SiO2、S、MnO2 溫度過低，硫的溶解速率小，溫度過高，CS2易揮發 3.7～5.6(或3.7≤pH<5.6) 4.0×10-11 Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3+NH4+ 將溶液加熱 96.57%

【解析】

輝銅礦主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，Cu2S在酸性條件下被二氧化錳氧化，SiO2不溶于稀硫酸，濾渣I經CS2提取后可獲得一種淡黃色副產品，說明濾渣I中含有S，過濾得到的濾渣中含有MnO2、SiO2、單質S，濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，加入A，調節溶液的pH使鐵離子形成氫氧化鐵沉淀，除去鐵；加入碳酸氫銨溶液沉淀錳，過濾得到碳酸錳，用硫酸溶解，生成硫酸錳晶體，濾液趕出氨氣，參與循環使用，同時得到堿式碳酸銅，據此分析解答。

(1)加快“浸取”速率，除將輝銅礦粉碎外，還可以適當增加硫酸的濃度，充分攪拌，加熱等，故答案為：攪拌、適當增加硫酸濃度、適當加熱等；

(2)濾渣I的主要成份MnO2、SiO2、單質S；回收淡黃色副產品——S的過程中溫度控制在50~60℃之間，不宜過高或過低，原因是溫度過低，硫的溶解速率小，溫度過高，CS2易揮發，故答案為：SiO2；S；MnO2；溫度過低，硫的溶解速率小，溫度過高，CS2易揮發；

(3)加入的試劑A是用于調節溶液pH，促進鐵離子的水解，但不能引入雜質，因最后要制備堿式碳酸銅，則可加入氧化銅、氫氧化銅等，根據有關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍，溶液pH應該介于3.7～5.6(或3.7≤pH＜5.6)，若加A后將溶液的pH調為5，則c(OH-)=10-9mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，則溶液中鐵離子濃度為mol/L=4.0×10-11 mol/L，故答案為：3.7～5.6(或3.7≤pH＜5.6)；4.0×10-11；

(4)“沉錳”(除Mn2+)過程中，加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳沉淀，反應的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+，故答案為：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+；

(5)氨氣易揮發，“趕氨”時，最適宜的操作方法是將溶液加熱，故答案為：將溶液加熱；

(6)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，為硫酸鋇物質的量==0.02mol，n(MnSO4H2O)=n(BaSO4)=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%，故答案為：96.57%。