辉铜矿主要成分Cu2S.此外还含有少量SiO2.Fe2O3等杂质.软锰矿主要含有MnO2.以及少量SiO2.Fe2O3等杂质．研究人员开发综合利用这两种资源.用同槽酸浸湿法冶炼工艺.制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜．主要工艺流程如下:已知:①MnO2有较强的氧化性.能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫,②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定.在热水溶液中会分解生� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

13．辉铜矿主要成分Cu₂S，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质，软锰矿主要含有MnO₂，以及少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质．研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜．主要工艺流程如下：

已知：
①MnO₂有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；
②[Cu（NH₃）₄]SO₄常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH₃；
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围（开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）实验室配制250mL 4.8mol•L^-1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要250mL容量瓶、胶头滴管．
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有粉碎矿石或适当升高温度或者搅拌（任写一点）．
（3）酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO₄、MnSO₄等．写出该反应的化学方程式：Cu₂S+2MnO₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+2MnSO₄+S↓+4H₂O．
（4）调节浸出液pH=4的作用是使Fe³⁺完全水解生成氢氧化铁沉淀．
（5）本工艺中可循环使用的物质是NH₃（写化学式）．
（6）获得的MnSO₄•H₂O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用酒精洗涤．
（7）测定MnSO₄•H₂O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl₂溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为96.57%．

分析（1）配制250mL溶液，需要250mL容量瓶，还需要胶头滴管定容；
（2）矿石的颗粒大小、温度及是否搅拌等会影响浸取率；
（3）MnO₂有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫，生成物是CuSO₄、MnSO₄、S，反应物是硫酸、二氧化锰和硫化亚铜，根据化合价升降法配平；
（4）氢氧化铁开始沉淀PH=1.5，完全沉淀PH=3.2，Cu²⁺：开始沉淀是4.4，使Fe³⁺完全沉淀且Cu²⁺不沉淀的PH范围是：3.2～4.4；
（5）根据工艺流程可以看出，可循环使用的物质是氨气；
（6）MnSO₄•H₂O晶体在酒精中溶解度小；
（7）依据滴定反应生成的沉淀为硫酸钡，结合元素守恒计算得到样品纯度．

解答解：（1）配制一定物质的量浓度的溶液，必不可少的是容量瓶和胶头滴管，容量瓶要标明规格，本题必须使用250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）由于酸浸时矿石颗粒大小影响浸取率，可以通过粉碎矿石提高浸取率，还可以适当升高温度或者搅拌提高浸取率，
故答案为：粉碎矿石或适当升高温度或者搅拌；
（3）根据信息，MnO₂能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫，反应物是Cu₂S、MnO₂、H₂SO₄，生成物是CuSO₄、MnSO₄、S，
把硫化亚铜看成整体，化合价变化是：（1×2+2×1）=4，Mn元素化合价变化是：4-2=2，所以二氧化锰化学计量数是2，硫化亚铜的是1，再根据观察法配平其它物质；反应的化学方程式是：Cu₂S+2MnO₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+2 MnSO₄+S↓+4H₂O，
故答案为：Cu₂S+2MnO₂+4H₂SO₄=2CuSO₄+2 MnSO₄+S↓+4H₂O；
（4）根据金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围，使Fe³⁺完全沉淀且Cu²⁺不沉淀的PH范围是：3.2～4.4，故选择PH=4目的是使Fe³⁺完全水解生成氢氧化铁沉淀，
故答案为：使Fe³⁺完全水解生成氢氧化铁沉淀；
（5）工艺流程中，加入了氨水，最后又得到了氨气，NH₃可循环使用，故答案为：NH₃；
（6）在酒精中，硫酸锰晶体溶解度小，故获得的MnSO₄•H₂O晶体后常用酒精洗涤；
故答案为：酒精；
（7）测定MnSO₄•H₂O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl₂溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，为硫酸钡物质的量=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，n（MnSO₄•H₂O）=n（BaSO₄）=0.02mol，则此样品中MnSO₄•H₂O物质的量为：0.02mol×$\frac{100}{25}$=0.08mol，则样品中MnSO₄•H₂O的纯度=$\frac{0.08mol×169g/mol}{14.00g}$×100%=96.57%；
故答案为：96.57%．

点评本题考查了硫酸锰晶体的制取、物质分离提纯、溶液的配制、中和滴定原理的应用等，涉及的知识点比较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力和计算能力，题目难度中等．

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化合物	Fe（OH）₂	Fe（OH）₃	FePO₄	Fe₃（PO₄）₂
Ksp近似值	10^-17	10^-38	10^-22	10^-36

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（2）为提高FePO₄的产率，根据上述制备方法和表中数据，应采取的正确措施是d（填正确答案的标号）．
a．不加H₂O₂ b．调节溶液pH至5
c．降低反应温度 d．增大NH₄H₂PO₄的用量
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．
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