Question

輝銅礦主要成分Cu₂S，軟錳礦主要成分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下：

已知：①M(fèi)nO₂能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(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(yáng)離子生成氫氧化物沉淀 的pH范圍如下表所示（開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L^-1計(jì)算）：

	開(kāi)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                      （任寫(xiě)一點(diǎn)）。

（2）酸浸時(shí)，得到的浸出液中主要含有CuSO₄、MnSO₄等。

寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                                 。

（3）調(diào)節(jié)浸出液pH的范圍為           ，其目的是                          。

（4）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是              （寫(xiě)化學(xué)式）。

（5）在該工藝的“加熱驅(qū)氨”環(huán)節(jié)，若加熱的溫度過(guò)低或過(guò)高，都將造成                  的結(jié)果。

（6）用標(biāo)準(zhǔn)BaCl₂溶液測(cè)定樣品中MnSO₄·H₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%（測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生的誤差可忽略），其可能原因有                (任寫(xiě)一種)。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）粉碎礦石或適當(dāng)升高溫度或攪拌（其它合理答案也得分）

（2）Cu₂S + 2 MnO₂ +4 H₂SO₄＝2CuSO₄ + 2 MnSO₄ + S↓ + 4H₂O 

（3）3.2≤pH＜4.4 或 [3.2，4.4） [若3.2＜pH＜4.4或（3.2，4.4）給1分]

使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀而除去

（4）NH₃（多寫(xiě)CO₂不扣分，不寫(xiě)NH₃給 0 分）

（5）堿式碳酸銅產(chǎn)量減少

（6）混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水

【解析】

試題分析： 本流程是通過(guò)輝銅礦和軟錳礦在酸性條件下反應(yīng)經(jīng)過(guò)一系列條件的控制除去雜質(zhì)等得到硫酸錳和堿式碳酸銅。

（1）固體反應(yīng)時(shí)一般要粉碎成粉末或小顆粒，加快反應(yīng)速率，提高浸取率，還可以適當(dāng)升高溫度、攪拌等達(dá)到同樣的效果。

（3）根據(jù)流程調(diào)pH后得到的是錳和銅的鹽溶液，所以該步是為了除去Fe^3＋等雜質(zhì)，但不能讓Cu^2＋和Mn^2＋沉淀，故pH的范圍為3.2≤pH＜4.4；

（4）循環(huán)使用的物質(zhì)是在流程中既有生成又做反應(yīng)物的物質(zhì)，如NH₃；

（5）溫度過(guò)低，[Cu(NH₃)₄]SO₄分解不完全，溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致Cu₂(OH)₂CO₃分解，這兩種情況均會(huì)使堿式碳酸銅產(chǎn)量減少；

（6）BaCl₂溶液測(cè)定樣品中MnSO₄·H₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)是測(cè)定樣品中SO₄^2-的量，測(cè)定時(shí)樣品純度大于100%的因素是SO₄^2-的含量偏高了。造成這種原因可能有混有硫酸鹽（相對(duì)分子質(zhì)量小于MnSO₄）雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水。

考點(diǎn)：考查工業(yè)流程中各種條件的控制，定量和定性的分析等內(nèi)容。