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(zhì)。工業(yè)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(jì)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(shí)，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(dāng)延長(zhǎng)酸浸時(shí)間 C.適當(dāng)升高溫度

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

（3）浸出液調(diào)節(jié)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(shù)）。

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

（5）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是 ___________________（寫化學(xué)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(fā)結(jié)晶時(shí)_______________________。

（7）制得的Cu(NO3)2 晶體需要進(jìn)一步純化， 其實(shí)驗(yàn)操作名稱是______________ 。

Answer 1

【答案】AC 使 Fe3+完全轉(zhuǎn)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(jié)晶

【解析】

首先將兩種礦物酸浸，中的進(jìn)入溶液，雜質(zhì)不溶于稀硫酸，輝銅礦中的發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到不溶于硫酸的單質(zhì)硫，過濾后得到濾液，調(diào)節(jié)pH使轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為碳酸錳固體析出，再加熱使氨氣揮發(fā)，過濾后得到堿式碳酸銅，加入硝酸轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛徙~，再蒸發(fā)結(jié)晶即可得到產(chǎn)物，據(jù)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(xiàng)正確；

B．延長(zhǎng)酸浸時(shí)間不能加快浸取速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．升高溫度，反應(yīng)速率加快，C項(xiàng)正確；

答案選AC；

（2）根據(jù)分析，這一步的產(chǎn)物中有單質(zhì)硫，寫出離子方程式；

（3）調(diào)節(jié)浸出液的pH可以使溶液中的析出，防止產(chǎn)品中混入鐵鹽的雜質(zhì)；設(shè)在pH為4時(shí)的最大濃度為，則有，移項(xiàng)后解得，即當(dāng)pH為4時(shí)的最大濃度為；

（4）氨水和先反應(yīng)得到，然后再與得到碳酸錳沉淀，據(jù)此寫出離子方程式；

（5）根據(jù)流程不難發(fā)現(xiàn)在該過程中可以循環(huán)使用；

（6）是弱堿陽離子，因此會(huì)發(fā)生水解，在加熱時(shí)水解程度會(huì)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(huì)有少量硫酸銅等雜質(zhì)，可以利用重結(jié)晶的方法除去硫酸銅。