Question

【題目】輝銅礦主要成分為Cu2S，軟錳礦主要成分為MnO2，它們都含有少量 SiO2、Fe2O3等雜質。工業上綜合利用這兩種礦物制備碳酸錳和硝酸銅晶體的主要工藝流程如圖所示 ：

已知：①部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的 pH范圍如下表所示（開始沉淀的pH 按金屬離子濃度為 0. l mol/L 計算）

	開始沉淀的 pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.1	3.2
Mn2+	8.3	9.8
Cu2+	4.4	6.4

②100.8≈6.3

（1）酸浸時，下列措施能夠提高浸取速率的措施是__________________ 。

A.將礦石粉碎 B.適當延長酸浸時間 C.適當升高溫度

（2）酸浸時， MnO2 與Cu2S反應的離子方程式是 __________________。

（3）浸出液調節pH = 4 的目的是_____________________ ，浸出液中銅離子濃度最大不能超過_______________ molL-1（保留一位小數）。

（4）生成 MnCO3 沉淀的離子方程式是_______________________。

（5）本工藝中可循環使用的物質是 ___________________（寫化學式）。

（6）流程中需要加入過量HNO3溶液，除了使 Cu2(OH)2CO3完全溶解外，另一作用是蒸發結晶時_______________________。

（7）制得的Cu(NO3)2 晶體需要進一步純化， 其實驗操作名稱是______________ 。

Answer 1

【答案】AC 使 Fe3+完全轉化為 Fe(OH)3 沉淀除去 0.6 Mn2+＋HCO3－＋NH3·H2O====MnCO3↓＋NH4＋＋H2O NH3 抑制 Cu2＋的水解 重結晶

【解析】

首先將兩種礦物酸浸，中的進入溶液，雜質不溶于稀硫酸，輝銅礦中的發生氧化還原反應得到不溶于硫酸的單質硫，過濾后得到濾液，調節pH使轉化為沉淀析出，加入碳酸氫銨和氨水的混合溶液，將溶液中的轉化為碳酸錳固體析出，再加熱使氨氣揮發，過濾后得到堿式碳酸銅，加入硝酸轉變為硝酸銅，再蒸發結晶即可得到產物，據此來分析本題即可。

（1）A．粉碎礦石可以增大其與酸液的接觸面積，提高浸取速率，A項正確；

B．延長酸浸時間不能加快浸取速率，B項錯誤；

C．升高溫度，反應速率加快，C項正確；

答案選AC；

（2）根據分析，這一步的產物中有單質硫，寫出離子方程式；

（3）調節浸出液的pH可以使溶液中的析出，防止產品中混入鐵鹽的雜質；設在pH為4時的最大濃度為，則有，移項后解得，即當pH為4時的最大濃度為；

（4）氨水和先反應得到，然后再與得到碳酸錳沉淀，據此寫出離子方程式；

（5）根據流程不難發現在該過程中可以循環使用；

（6）是弱堿陽離子，因此會發生水解，在加熱時水解程度會顯著增大，因此需要過量的酸來抑制其水解，否則最終無法得到硝酸銅晶體；

（7）最終得到的硝銅中仍會有少量硫酸銅等雜質，可以利用重結晶的方法除去硫酸銅。