Question

实验室用辉铜矿（主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制备碱式碳酸铜的主要实验流程如图．

（1）滤渣Ⅰ的成分为MnO₂、单质S和

 

（写化学式）；硫酸浸取时，Cu₂S被MnO₂氧化的化学方程式为

 

．
（2）浸取时，Fe₂O₃溶于硫酸的离子方程式为

 

；研究发现若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，其可能原因是

 

．
（3）“赶氨”时，最适宜的操作方法是

 

．
（4）滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是

 

（写化学式）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：辉铜矿主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO₂、SiO₂、单质S，滤液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，调节溶液PH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜；
（1）分析流程结合物质性质可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液，硫化亚铜在酸溶液在被二氧化锰氧化生成硫酸铜，硫单质和硫酸锰；
（2）浸取时氧化铜溶液稀硫酸生成硫酸铁和水，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe₂O₃在浸取时起媒介作用，Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（3）“赶氨”时，最适宜的操作方法是减小氨气溶解度，加热驱赶；
（4）滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体．

解答： 解：辉铜矿主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO₂、SiO₂、单质S，滤液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，调节溶液PH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜；
（1）分析流程结合物质性质可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液，硫化亚铜在酸溶液在被二氧化锰氧化生成硫酸铜，硫单质和硫酸锰，反应的化学方程式为：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O，故答案为：SiO₂，2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O；
（2）浸取时氧化铜溶液稀硫酸生成硫酸铁和水，浸取时，Fe₂O₃溶于硫酸的离子方程式为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe₂O₃在浸取时起媒介作用，Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（3））“赶氨”时，最适宜的操作方法是减小氨气溶解度，氨气是易挥发的气体，加热驱赶，故答案为：将溶液加热；
（4）滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体，故答案为：（NH₄）₂SO₄．

点评：本题考查了物质分离提纯的方法和流程分析应用，主要是物质性质的理解，掌握基础是关键，题目难度中等．