Question

【題目】Ⅰ．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硫酸錳和堿式碳酸銅的主要工藝流程如圖:

已知:①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫;

②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定,在熱水中會(huì)分解生成NH3;

③部分金屬陽(yáng)離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計(jì)算):

	開(kāi)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

（1）酸浸時(shí),為了提高浸取率可采取的措施有________________(任寫一種)。

（2）調(diào)節(jié)浸出液pH的范圍為________,其目的是____________________。

（3）本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。

（4）在該工藝的“加熱驅(qū)氨”環(huán)節(jié),若加熱的溫度較低或過(guò)高,都將造成__________的結(jié)果。

Ⅱ．海水開(kāi)發(fā)利用的部分過(guò)程如下圖所示。

（1）海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固體（KClO3溶解度隨溫度變化大），可通過(guò)______、________、_________的操作凈化。

（2）生成Mg(OH)2用的沉淀劑一般是生石灰或熟石灰，所以Mg(OH)2沉淀中會(huì)混有Ca(OH)2，可通過(guò)反復(fù)洗滌去除Ca(OH)2，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的操作方法_______________。

Answer 1

【答案】 粉碎礦石(或升高溫度或適當(dāng)增加酸的濃度或攪拌,任寫一種即可) 3.2≤pH<4.4 使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去 NH3　 堿式碳酸銅產(chǎn)量減少 溶解 蒸發(fā)結(jié)晶 趁熱過(guò)濾 取最后的洗液少許，滴加Na2CO3溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀則說(shuō)明洗凈

【解析】I.輝銅礦主要成分為Cu2S，軟錳礦主要成分MnO2，都含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)，加入稀硫酸浸取，過(guò)濾得到SiO2、單質(zhì)S，濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH不會(huì)引入新的雜質(zhì)，同時(shí)可以使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀過(guò)濾除去，濾液中加入碳酸氫銨和氨水的混合物，使錳離子轉(zhuǎn)化為碳酸錳，碳酸錳再與硫酸反應(yīng)，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸錳晶體，加熱過(guò)濾得到的濾液，趕出的氨氣可以循環(huán)使用，同時(shí)再過(guò)濾得到堿式碳酸銅。

II.(1). KClO3溶解度隨溫度變化大而NaCl 溶解度隨溫度變化小，則提純NaCl(混有少量的KClO3)時(shí)，可通過(guò)溶解、蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾的操作凈化；(2).取最后的洗液少許，滴加Na2CO3溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀則洗凈。

I .(1). 酸浸時(shí)，通過(guò)粉碎礦石或升高溫度或進(jìn)行攪拌或適當(dāng)增加酸的濃度，都可以提高浸取率，故答案為：粉碎礦石(或升高溫度或適當(dāng)增加酸的濃度或攪拌，任寫一種即可)；

(2). 調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去，Cu2+、Mn2+不能沉淀，要除去溶液中的Fe3+離子，溶液pH=3.2時(shí)Fe3+離子完全沉淀，溶液pH=4.4時(shí)銅離子開(kāi)始沉淀，則pH范圍是3.2≤pH<4.4，故答案為：3.2≤pH<4.4；使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去；

(3). 由上述分析可知，可以循環(huán)使用的物質(zhì)是NH3，故答案為：NH3；

(4). 溫度過(guò)高，堿式碳酸銅會(huì)發(fā)生分解，溫度過(guò)低，會(huì)有較多的[Cu(NH3)4]SO4存在，都將造成堿式碳酸銅產(chǎn)量減少，故答案為：堿式碳酸銅產(chǎn)量減少；

II.(1). 因KClO3的溶解度隨溫度變化大而NaCl 溶解度隨溫度變化小，則海水中提取的NaCl中若混有少量的KClO3固體時(shí)，可通過(guò)將固體溶解、蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾的方法進(jìn)行凈化，故答案為：溶解；蒸發(fā)結(jié)晶；趁熱過(guò)濾；

(2). 生成Mg(OH)2用的沉淀劑一般是生石灰或熟石灰，所以Mg(OH)2沉淀中會(huì)混有Ca(OH)2，可通過(guò)反復(fù)洗滌去除Ca(OH)2，檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的操作方法是：取最后的洗液少許，滴加Na2CO3溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀則說(shuō)明已經(jīng)洗凈，故答案為：取最后的洗液少許，滴加Na2CO3溶液，若不出現(xiàn)白色沉淀則說(shuō)明洗凈。