Question

【題目】輝銅礦主要成分Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質．研究人員開發綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳晶體和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：

已知：

①MnO2有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫；

②[Cu（NH3）4]SO4常溫穩定，在熱水溶液中會分解生成NH3；

③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍（開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

④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0．6份沸水，不溶于乙醇。

（1）實驗室配制250mL 4．8molL－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，為了提高浸取率可采取的措施有_____________________（任寫一點）。

（3）酸浸時，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應的化學方程式：__________。

（4）調節浸出液pH=4的作用是______________。

（5）本工藝中可循環使用的物質是____________（寫化學式）。

（6）獲得的MnSO4H2O晶體需要進一步洗滌、干燥，洗滌時應用_____________洗滌。

（7）測定MnSO4H2O樣品的純度：準確稱取樣品14.00g，加蒸餾水配成100mL溶液，取出25．00mL用標準的BaCl2溶液測定，完全反應后得到了4.66g沉淀，則此樣品的純度為________________。

Answer 1

【答案】250mL容量瓶 膠頭滴管 粉碎礦石（或加熱或者攪拌）（任寫一點） Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O 使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀 NH3 酒精 96.57%

【解析】

酸浸過程中，二氧化硅不反應，分離出來，Cu2S反應生成S單質，Fe2O3溶解成溶液，PH值控制在4時，Fe3+沉淀，過濾得到的濾液成分應為CuSO4和MnSO4等，加熱趕氫過后，得到堿式碳酸銅，濾渣為碳酸錳，通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌等操作即可得到硫酸錳晶體。

（1）實驗室配置250mL 4．8molL－1的溶液需要250mL的容量瓶和膠頭滴管；

（2）為了提高浸取率可采取的措施可以粉碎礦石增大接觸面積、加熱、攪拌等。

（3）有題目可知，MnO2具有氧化性，且Cu2S與MnO2在H2SO4浸泡的條件下生成了S，CuSO4和MnSO4，故根據氧化還原反應配平，可得到Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O；

（4）根據提示Fe3+的PH沉淀范圍：1.5～3.2可知當PH=4時，Fe3+會水解生成氫氧化鐵沉淀；

（5）本流程中NH4HCO3分解生成NH3，NH3可循環使用；

（6）由于MnSO4·H2O不溶于乙醇，故使用乙醇洗滌可以促進晶體形成；

（7）根據提示n(BaSO4)=n(SO42-)=n(MnSO4·H2O)==0.02mol，25mL 溶液中含有n(SO42-)=n(MnSO4·H2O)=0.02mol，故100mL溶液含有n(MnSO4·H2O)=0.08mol，m(MnSO4·H2O)==13.52g，那么樣品的純度為=96.57%