Question

用輝銅礦（主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質）制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下：

（1）下列措施是為加快浸取速率，其中無法達到目的是

 

A．延長浸取時間      B．將輝銅礦粉碎      C．充分攪拌      D．適當增加硫酸濃度
（2）浸取反應中氧化劑的化學式為

 

；濾渣Ⅰ的成分為MnO₂、S和

 

（寫化學式）；
（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

 

．
（4）“除鐵”的方法是通過調節(jié)溶液PH，使Fe³⁺水解轉化為Fe（OH）₃，加入的試劑A可以是

 

（化學式）；“趕氨”時，最適宜的操作方法

 

．
（5）“沉錳”（除Mn²⁺）過程中反應的離子方程式

 

．
（6）濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結晶得到的鹽主要是

 

（寫化學式）．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：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，過濾得到濾渣為MnO₂、SiO₂、單質S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調節(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）由濾渣1的成份可知反應的化學方程式是：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=S↓+2CuSO₄+2MnSO₄+4H₂O，根據(jù)方程式判斷；
（3）浸取時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在浸取時起媒介作用，F(xiàn)e³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（4）加入的試劑A應用于調節(jié)溶液pH，促進鐵離子的水解，但不能引入雜質，結合氨氣易揮發(fā)的特點分析；
（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，冷卻結晶，過濾洗滌得到硫酸銨晶體．

解答： 解：（1）酸浸時，通過粉碎礦石或者升高溫度或者進行攪拌都可以提高浸取率，延長浸取時間并不能提高速率，故答案為：A；
（2）由濾渣1的成份可知反應的化學方程式是：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=S↓+2CuSO₄+2MnSO₄+4H₂O，反應中Mn元素化合價降低，被還原，MnO₂為氧化劑，因二氧化硅與酸不反應，則濾渣Ⅰ的成分為MnO₂、S和SiO₂，
故答案為：MnO₂；SiO₂；
（3）若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e₂O₃在浸取時起媒介作用，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應用于調節(jié)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，因氨氣易揮發(fā)，加熱可促進揮發(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，反應的離子方程式為Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃?H₂O=MnCO₃↓+NH₄⁺+H₂O，
故答案為：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃?H₂O=MnCO₃↓+NH₄⁺+H₂O；
（6）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到硫酸銨晶體，故答案為：（NH₄）₂SO₄．

點評：本題考查了物質分離提純的方法和流程分析應用，為高頻考點，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，解答該類題目，注意把握實驗原理和操作流程的目的，主要是物質性質的理解，題目難度中等．