輝銅礦主要成分Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)．研究人員開(kāi)發(fā)綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳和堿式碳酸銅．主要工藝流程如下：
已知：
①M(fèi)nO2有較強(qiáng)的氧化性，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，在熱水溶液中會(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（開(kāi)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

（1）實(shí)驗(yàn)室配制250mL 4.8mol?L-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
250mL容量瓶
250mL容量瓶
、
膠頭滴管
膠頭滴管
．
（2）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有
粉碎礦石（或適當(dāng)升高溫度或者攪拌）
粉碎礦石（或適當(dāng)升高溫度或者攪拌）
（任寫(xiě)一點(diǎn)）．
（3）酸浸時(shí)，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等．
寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O
Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O
．
（4）調(diào)節(jié)浸出液pH=4的作用是
使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀
使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀
．
（5）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是
NH3
NH3
（寫(xiě)化學(xué)式）．
（6）獲得的MnSO4?H2O晶體后常用酒精洗滌，主要目的是
減少M(fèi)nSO4?H2O晶體的損失
減少M(fèi)nSO4?H2O晶體的損失
．
（7）用標(biāo)準(zhǔn)的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
混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水
混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水
（任寫(xiě)一種）．
分析：（1）配制250mL溶液，需要250mL容量瓶，還需要膠頭滴管定容；
（2）礦石的顆粒大小、溫度及是否攪拌等會(huì)影響浸取率；
（3）MnO2有較強(qiáng)的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫，生成物是CuSO4、MnSO4、S，反應(yīng)物是硫酸、二氧化錳和硫化亞銅，根據(jù)化合價(jià)升降法配平；
（4）氫氧化鐵開(kāi)始沉淀PH=1.5，完全沉淀PH=3.2，Cu2+：開(kāi)始沉淀是4.4，使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的PH范圍是：3.2～4.4；
（5）根據(jù)工藝流程可以看出，可循環(huán)使用的物質(zhì)是氨氣；
（6）MnSO4?H2O晶體在酒精中溶解度��；
（7）晶體失去結(jié)晶水，測(cè)定硫酸錳晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)大于100%．
解答：解：（1）配制一定物質(zhì)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(biāo)明規(guī)格，本題必須使用250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）由于酸浸時(shí)礦石顆粒大小影響浸取率，可以通過(guò)粉碎礦石提高浸取率，還可以適當(dāng)升高溫度或者攪拌提高浸取率，
故答案為：粉碎礦石、適當(dāng)升高溫度或者攪拌；
（3）根據(jù)信息，MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫，反應(yīng)物是Cu2S、MnO2、H2SO4 ，生成物是CuSO4、MnSO4、S，
把硫化亞銅看成整體，化合價(jià)變化是：（1×2+2×1）=4，
Mn元素化合價(jià)變化是：4-2=2，
所以二氧化錳化學(xué)計(jì)量數(shù)是2，硫化亞銅的是1，再根據(jù)觀察法配平其它物質(zhì)；反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O，
故答案為：Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O；
（4）根據(jù)金屬陽(yáng)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，
故答案為：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(huán)使用，故答案為：NH3 ；
（6）在酒精中，硫酸錳晶體溶解度小，故獲得的MnSO4?H2O晶體后常用酒精洗滌，目的是減少M(fèi)nSO4?H2O晶體的損失，
故答案為：減少M(fèi)nSO4?H2O晶體的損失；
（7）質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%，說(shuō)明了硫酸錳晶體中可能混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水，故答案為：混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了硫酸錳晶體的制取，涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多，可以根據(jù)所學(xué)知識(shí)，合理分析得出正確結(jié)論，本題難度中等．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：安徽省懷寧中學(xué)2012屆高三第四次月考化學(xué)試題 題型：022

“細(xì)菌冶金”是利用某些細(xì)菌的特殊代謝功能開(kāi)采金屬礦石，例如溶液中亞鐵硫桿菌能利用空氣中的氧氣將黃鐵礦(主要成分FeS2)氧化為Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增強(qiáng)；利用Fe2(SO4)3作氧化劑溶解輝銅礦石(主要成分Cu2S)，然后加入鐵屑進(jìn)一步得到銅，其流程如圖：

(1)黃鐵礦氧化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_______．

(2)完成溶解輝銅礦石(Cu2S)和進(jìn)一步得到銅的離子反應(yīng)方程式：

①________Cu2S＋________Fe3+＋________H2O________Cu2+＋________Fe2+＋________(　　)＋________SO42－

②________．

(3)工業(yè)上以輝銅礦為原料，采取火法熔煉工藝生產(chǎn)銅．該過(guò)程中有如下反應(yīng)：

2Cu2S(s)＋3O2(g)2Cu2O(s)＋2SO2(g)　ΔH＝m kJ/mol

2Cu2O(s)＋Cu2S(s)6Cu(s)＋SO2(g)　ΔH＝n kJ/mol

則Cu2S(s)＋O2(g)2Cu(s)＋SO2(g)　ΔH＝________；

該工藝煉銅的副產(chǎn)品SO2用于制硫酸，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________．

(4)請(qǐng)?jiān)u價(jià)細(xì)菌冶金的優(yōu)點(diǎn)________(說(shuō)一點(diǎn)即可)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2012-2013學(xué)年江蘇省蘇州市高三調(diào)研測(cè)試化學(xué)試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

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)。

 

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

輝銅礦主要成分Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)．研究人員開(kāi)發(fā)綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳和堿式碳酸銅．主要工藝流程如下：
已知：
①M(fèi)nO2有較強(qiáng)的氧化性，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，在熱水溶液中會(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（開(kāi)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

（1）實(shí)驗(yàn)室配制250mL 4.8mol?L-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(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有______（任寫(xiě)一點(diǎn)）．
（3）酸浸時(shí)，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等．
寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（4）調(diào)節(jié)浸出液pH=4的作用是______．
（5）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是______（寫(xiě)化學(xué)式）．
（6）獲得的MnSO4?H2O晶體后常用酒精洗滌，主要目的是______．
（7）用標(biāo)準(zhǔn)的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）．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：安徽省月考題 題型：填空題

“細(xì)菌冶金”是利用某些細(xì)菌的特殊代謝功能開(kāi)采金屬礦石，例如溶液中亞鐵硫桿菌能利用空氣中的氧氣將黃鐵礦（主要成分FeS2）氧化為Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增強(qiáng)；利用Fe2(SO4)3作氧化劑溶解輝銅礦石（主要成分Cu2S），然后加入鐵屑進(jìn)一步得到銅，其流程如圖
（1）黃鐵礦氧化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________。
（2）完成溶解輝銅礦石（Cu2S）和進(jìn)一步得到銅的離子反應(yīng)方程式：       
①___Cu2S＋___Fe3＋＋___H2O___Cu2＋＋___Fe2＋＋______＋___SO42-
②_____________________。 
（3）工業(yè)上以輝銅礦為原料，采取火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該過(guò)程中有如下反應(yīng)：         
2Cu2S(s)+3O2 (g)====2Cu2O(s)+2SO2(g)     △H= m kJ/mol        
2Cu2O(s)+Cu2S (s)===6Cu(s)+SO2(g)      △H= n kJ/mol     
則Cu2S(s)+O2(g)===2Cu(s)+SO2(g)    △H=______；該工藝煉銅的副產(chǎn)品SO2用于制硫酸，
SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______
（4）請(qǐng)?jiān)u價(jià)細(xì)菌冶金的優(yōu)點(diǎn)__________________（說(shuō)一點(diǎn)即可）

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