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【题目】辉铜矿主要成分Cu2S,此外还含有少量SiO2Fe2O3等杂质,软锰矿主要含有MnO2,以及少量SiO2Fe2O3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:

MnO2有较强的氧化性,能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫;

[CuNH34]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+1.53.2 Mn2+8.39.8 Cu2+4.46.4

MnSO4·H2O溶于1份冷水、06份沸水,不溶于乙醇。

1实验室配制250mL 48molL1的稀硫酸,所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要___

2酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有__________(任写一点)。

3酸浸时,得到浸出液中主要含有CuSO4MnSO4等。写出该反应的化学方程式:___________

4调节浸出液pH=4的作用是______________

5本工艺中可循环使用的物质是_____________(写化学式)。

6获得的MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤,主要目的是_________________

7测定MnSO4H2O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______

【答案】 250mL容量瓶、胶头滴管 粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌 Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O 使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀 NH3 减少MnSO4·H2O 晶体的损失 96.57%

【解析】酸浸过程中,二氧化硅不反应,分离出来,Cu2S反应生成S单质,Fe2O3溶解,pH值控制在4时,Fe3+沉淀,过滤得到的滤液成分应为CuSO4MnSO4等,加热赶氨后,得到碱式碳酸铜,滤渣为碳酸锰,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等操作即可得到硫酸锰晶体,

1.实验室配制250mL 48molL1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,故答案为:250mL容量瓶胶头滴管;

2. 辉铜矿、软锰矿在酸浸时,可以采用升高温度、将矿石粉碎、搅拌等方法来提高浸取率,故答案为:粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌(任写一点);

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Cu2SMnO2H2SO4,生成物是CuSO4MnSO4S,把硫化亚铜看成整体,化合价变化是:(1×2+2×1=4Mn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,再根据质量守恒配平其它物质;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:3.24.4,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.获得的MnSO4H2O晶体需要进一步洗涤、干燥,洗涤时可以使用酒精,因在酒精中,硫酸锰晶体溶解度小,故获得MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤,目的是减少MnSO4H2O晶体的损失,故答案为:减少MnSO4·H2O 晶体的损失

7)测定MnSO4H2O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,其物质的量为:nBaSO4=nSO42=nMnSO4H2O= = 0.02mol,则此样品中MnSO4H2O物质的量为:0.02mol× =0.08mol,则样品中MnSO4H2O的纯度=×100%=96.57%;故答案为:96.57%

练习册系列答案
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