Question

【题目】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．主要工艺流程如图：
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
④MnSO4H2O溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇．
（1）实验室配制250mL 4.8molL﹣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 ．
（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CuSO4、MnSO4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晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用洗涤．
（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 ．

Answer 1

【答案】
（1）250mL容量瓶、胶头滴管
（2）粉碎矿石、适当升高温度或者搅拌
（3）Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2 MnSO4+S↓+4H2O
（4）使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀
（5）NH3
（6）酒精
（7）96.57%
【解析】解：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溶解成溶液，pH值控制在4时，Fe3+沉淀，过滤得到的滤液成分应为CuSO4和MnSO4等，加热赶氢过后，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）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，所以答案是：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，所以答案是：粉碎矿石、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，所以答案是：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，所以答案是：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，
所以答案是：NH3；（6）获得的MnSO4H2O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用酒精，在酒精中，硫酸锰晶体溶解度小，故获得的MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤，目的是减少MnSO4H2O晶体的损失，所以答案是：酒精；（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：n（BaSO4）=n（SO42﹣）=n（MnSO4H2O）= mol=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%；所以答案是：96.57%．