Question

18．輝銅礦主要成分為Cu₂S，軟錳礦主要成分為MnO₂，它們都含有少量SiO₂、Fe₂O₃等雜質(zhì)．工業(yè)上綜合利用這兩種礦物制備硫酸錳和堿式碳酸銅的主要工藝流程如（圖1）所示．
已知：①硫酸、MnO₂與Cu₂S反應(yīng)生成硫酸銅、MnSO₄和單質(zhì)硫；
②[Cu（NH₃）₄]SO₄常溫穩(wěn)定，在熱水中會(huì)分解生成NH₃；
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍如表所示：

	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Mn2+	8.3	9.8
Cu2+	4.4	6.4

（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有礦石粉碎或者適當(dāng)升高溫度或者攪拌（任寫一點(diǎn)）；酸浸過程中，硫酸、MnO₂與Cu₂S的化學(xué)反應(yīng)方程式為2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2CuSO₄+S+4H₂O+2MnSO₄．
（2）調(diào)節(jié)浸出液pH的范圍為1.1～3.2，其目的是使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；
（3）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是NH₃（寫化學(xué)式）．
（4）NH₄HCO₃溶液、氨氣與MnSO₄反應(yīng)生成MnCO₃和一種銨鹽，且化學(xué)方程式為NH₄HCO₃+NH₃+MnSO₄=MnCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（5）碳酸錳可轉(zhuǎn)化為硫酸錳溶液，試根據(jù)（如圖2）曲線圖示，由硫酸錳溶液結(jié)晶出MnSO₄•H₂O的最低溫度是
40℃；若由硫酸錳溶液結(jié)晶出MnSO₄•5H₂O的最佳溫度是：0℃（上述兩個(gè)溫度均在圖中所示范圍內(nèi)選�。�

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問題，或者直接分析每個(gè)問題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：
（1）酸浸時(shí)，由于是固體和液體反應(yīng)，為了提高浸取率，也就是反應(yīng)更徹底，可以采取增大反應(yīng)物接觸面積的方法比如礦石粉碎或者攪拌，同時(shí)由于溫度高一些反應(yīng)更快更徹底，所以可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度，在實(shí)際操作中可以同時(shí)實(shí)施．所以可采取的措施有礦石粉碎或者適當(dāng)升高溫度或者攪拌；酸浸過程中，由于信息提示“硫酸、MnO₂與Cu₂S反應(yīng)生成硫酸銅、MnSO₄和單質(zhì)硫”還可以分析生成物有水，所以對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2CuSO₄+S+4H₂O+2MnSO₄．
（2）由于調(diào)節(jié)pH使使氫氧化鐵生成，而不生成其他氫氧化物，根據(jù)“部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍”可知，在pH為 1.1～3.2時(shí)只生成氫氧化鐵而無其他氫氧化物，所以調(diào)節(jié)浸出液pH的范圍為 3.2～4.4，其目的是使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；
（3）由于過程中開始投入氨氣作為反應(yīng)物，后期又生成了氨氣，所以氨氣在過程中可以循環(huán)使用，題目要求書寫其化學(xué)式，故為 NH₃．
（4）NH₄HCO₃溶液、氨氣與MnSO₄反應(yīng)生成MnCO₃和一種銨鹽，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知該銨鹽為硫酸銨，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 NH₄HCO₃+NH₃+MnSO₄=MnCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（5）由曲線圖示，可以看出由硫酸錳溶液結(jié)晶出MnSO₄•H₂O的最低溫度是40℃；由于晶體的溶解度隨溫度升高而增大，所以若由硫酸錳溶液結(jié)晶出MnSO₄•5H₂O選擇的溫度越低越是利于晶體的結(jié)晶析出，所以最佳溫度是：0℃．
故答案為：
（1）礦石粉碎或者適當(dāng)升高溫度或者攪拌； 2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2CuSO₄+S+4H₂O+2MnSO₄．
（2）1.1～3.2； 使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；
（3）NH₃；
（4）NH₄HCO₃+NH₃+MnSO₄=MnCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（5）40； 0．

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．