Question

20．用輝銅礦（主要成分為 Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂，等雜質(zhì)）制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如圖：
（l）下列措施是為了加快浸取速率，其中無法達(dá)到目的是A（填字母）．
A．延長浸取時(shí)間    
B．將輝銅礦粉碎
C．充分?jǐn)嚢?nbsp;       
D．適當(dāng)增加硫酸濃度
（2）濾渣I巾的主要成分是MnO₂、S、SiO₂，請寫出“浸取”反應(yīng)中生成S的離子方程式：2MnO₂+Cu₂S+8H⁺=S↓+2Cu²⁺+2Mn²⁺+4H₂O．
（3）研究發(fā)現(xiàn)，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，可能的原因是Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化．
（4）“除鐵”的方法是通過調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃．則加入的試劑A可以是CuO或Cu（OH）₂（填化學(xué)式）；“趕氨”時(shí)，最適宜的操作方法是加熱．
（5）“沉錳”（除Mn²⁺）過程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺．
（6）濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是（NH₄）₂SO₄（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 輝銅礦主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣為MnO₂、SiO₂、單質(zhì)S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅，
（1）提高浸取速率，可增大濃度、升高溫度、增大固體表面積或攪拌等；
（2）“浸取”時(shí)：在酸性條件下MnO₂氧化Cu₂S得到硫沉淀、CuSO₄和MnSO₄；
（3）若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e₂O₃在浸取時(shí)起媒介作用，F(xiàn)e³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（4）加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)鐵離子的水解，但不能引入雜質(zhì)，結(jié)合氨氣易揮發(fā)的特點(diǎn)分析；
（5）“沉錳”（除Mn²⁺）過程中，加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳沉淀，以此可書寫反應(yīng)的離子方程式；
（6）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸銨晶體．

解答 解：輝銅礦主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣為MnO₂、SiO₂、單質(zhì)S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅，
（1）酸浸時(shí)，通過粉碎礦石或者升高溫度或者進(jìn)行攪拌都可以提高浸取率，延長浸取時(shí)間并不能提高速率，
故答案為：A；
（2）“浸取”時(shí)：在酸性條件下MnO₂氧化Cu₂S得到硫沉淀、CuSO₄和MnSO₄，其反應(yīng)的離子方程式是：2MnO₂+Cu₂S+8H⁺=S↓+2Cu²⁺+2Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：2MnO₂+Cu₂S+8H⁺=S↓+2Cu²⁺+2Mn²⁺+4H₂O；
（3）浸取時(shí)氧化銅溶液稀硫酸生成硫酸鐵和水，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e₂O₃在浸取時(shí)起媒介作用，F(xiàn)e³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化，
故答案為：Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（4）加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)鐵離子的水解，但不能引入雜質(zhì)，因最后要制備堿式碳酸銅，則可加入氧化銅、氫氧化銅等，因氨氣易揮發(fā)，加熱可促進(jìn)揮發(fā)，則可用加熱的方法．
故答案為：CuO或Cu（OH）₂；加熱；
（5）“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(yīng)的離子方程式為Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺，
故答案為：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+NH₄⁺；
（6）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到硫酸銨晶體，故答案為：（NH₄）₂SO₄．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)分離提純的方法和流程分析應(yīng)用，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，解答該類題目，注意把握實(shí)驗(yàn)原理和操作流程的目的，主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解，題目難度中等．