Question

【題目】銅及其化合物在工業生產上有許多用途。某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質)為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如圖：

(1)加快“浸取”速率除將輝銅礦粉碎外，還可采取的措施有_________ (任寫一種)；研究發現若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，其可能原因是________。

(2)濾渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2。請寫出“浸取”反應中生成S的化學方程式：________。

(3)常溫下“除鐵”時加入的試劑A可用____________較為合適，若加A后溶液的pH調為5，則溶液中Fe3+ 的濃度為______mol/L。{Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10- 38}

(4)寫出“沉錳"(除Mn2+ )過程中反應的離子方程式：______。

(5)“趕氨”時，最適宜的操作方法是__________。

(6)濾液II經蒸發結晶得到的鹽主要是________(寫化學式)。

Answer 1

【答案】適當提高硫酸的濃度或適當加熱或充分攪拌 Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化 2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+ 2CuSO4+2MnSO4+4H2O CuO Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+ 將溶液加熱 (NH4)2SO4

【解析】

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，過濾得到濾渣為為二氧化錳、二氧化硅和單質硫，濾液中含有鐵離子、錳離子和銅離子，調節溶液pH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳，過濾得到濾液，趕出氨氣循環使用，得到堿式碳酸銅。

（1）加快“浸取”速率除將輝銅礦粉碎外，還可以適當提高硫酸的濃度、適當加熱、充分攪拌等，浸取時，Fe2O3和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，Fe2O3起媒介作用，Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，故答案為：適當提高硫酸的濃度或適當加熱或充分攪拌；Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化；

（2）濾渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2。“浸取”反應中生成S的化學方程式為：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+ 2CuSO4+2MnSO4+4H2O，故答案為：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+ 2CuSO4+2MnSO4+4H2O；

（3）常溫下“除鐵”時加入的試劑A可用CuO較為合適，已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10- 38，pH=5，則c(H+)=10-5，c(OH-)=10-9，Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10- 38， mol/L，故答案為：CuO；；

（4）“沉錳"過程中加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳，其離子方程式為：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+，故答案為：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+；

（5）“趕氨”時，最適宜的操作方法是減小氨氣溶解度，氨氣是易揮發性氣體，加熱驅趕，故答案為：將溶液加熱；

（6）濾液II主要是硫酸銨溶液，通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到硫酸銨晶體，故答案為：(NH4)2SO4。