Question

實驗室用輝銅礦（主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質）制備堿式碳酸銅的主要實驗流程如圖．

（1）濾渣Ⅰ的成分為MnO₂、單質S和

 

（寫化學式）；硫酸浸取時，Cu₂S被MnO₂氧化的化學方程式為

 

．
（2）浸取時，F(xiàn)e₂O₃溶于硫酸的離子方程式為

 

；研究發(fā)現(xiàn)若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，其可能原因是

 

．
（3）“趕氨”時，最適宜的操作方法是

 

．
（4）濾液Ⅱ經蒸發(fā)結晶得到的鹽主要是

 

（寫化學式）．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：輝銅礦主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣為MnO₂、SiO₂、單質S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調節(jié)溶液PH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅；
（1）分析流程結合物質性質可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液，硫化亞銅在酸溶液在被二氧化錳氧化生成硫酸銅，硫單質和硫酸錳；
（2）浸取時氧化銅溶液稀硫酸生成硫酸鐵和水，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e₂O₃在浸取時起媒介作用，F(xiàn)e³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（3）“趕氨”時，最適宜的操作方法是減小氨氣溶解度，加熱驅趕；
（4）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到硫酸銨晶體．

解答： 解：輝銅礦主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣為MnO₂、SiO₂、單質S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調節(jié)溶液PH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅；
（1）分析流程結合物質性質可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液，硫化亞銅在酸溶液在被二氧化錳氧化生成硫酸銅，硫單質和硫酸錳，反應的化學方程式為：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O，故答案為：SiO₂，2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O；
（2）浸取時氧化銅溶液稀硫酸生成硫酸鐵和水，浸取時，F(xiàn)e₂O₃溶于硫酸的離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e₂O₃在浸取時起媒介作用，F(xiàn)e³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（3））“趕氨”時，最適宜的操作方法是減小氨氣溶解度，氨氣是易揮發(fā)的氣體，加熱驅趕，故答案為：將溶液加熱；
（4）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到硫酸銨晶體，故答案為：（NH₄）₂SO₄．

點評：本題考查了物質分離提純的方法和流程分析應用，主要是物質性質的理解，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．