Question

實驗室用輝銅礦（主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）制備堿式碳酸銅的主要實驗流程如下．
（1）浸取時，為了加快浸取的速率又不增加成本，可以采用的措施是

 

．
（2）濾渣Ⅰ的成分為MnO₂、單質(zhì)S和

 

（寫化學(xué)式）；
（3）硫酸浸取時，Cu₂S被MnO₂氧化的化學(xué)方程式為

 

．
（4）浸取時，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

 

．
（5）“趕氨”時，最適宜的操作方法是

 

．
（6）“沉錳”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（7）濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是

 

（寫化學(xué)式）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：輝銅礦主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣I為MnO₂、SiO₂、單質(zhì)S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳離子，過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅；
（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析；
（2）分析流程結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液；
（3）硫化亞銅在酸溶液在被二氧化錳氧化生成硫酸銅，硫單質(zhì)和硫酸錳；
（4）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；
（5）“趕氨”時，最適宜的操作方法是減小氨氣溶解度，加熱驅(qū)趕；
（6）含有錳離子的溶液加碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳和碳酸銨；
（7）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)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(zhì)，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣I為MnO₂、SiO₂、單質(zhì)S，濾液中含有Fe³⁺、Mn²⁺、Cu²⁺，調(diào)節(jié)溶液PH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳離子，過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅；
（1）固體與液體反應(yīng)時增大固體的表面積可以加快反應(yīng)速率，升高溫度、增大硫酸濃度也能加快反應(yīng)速率；
故答案為：將礦石粉碎（或提高浸取溫度或適當(dāng)增加酸的濃度等）；
（2）分析流程結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)可知二氧化硅不溶于稀硫酸溶液，在濾渣Ⅰ的成分為MnO₂、單質(zhì)S和SiO₂；
故答案為：SiO₂；
（3）硫化亞銅在酸溶液在被二氧化錳氧化生成硫酸銅，硫單質(zhì)和硫酸錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O，
故答案為：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=2MnSO₄+2CuSO₄+S+4H₂O；
（4）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：Fe³⁺可催化Cu₂S被MnO₂氧化；
（5））“趕氨”時，最適宜的操作方法是減小氨氣溶解度，可以加熱驅(qū)趕，
故答案為：將溶液加熱；
（6）含有錳離子的溶液加碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳和碳酸銨，其反應(yīng)的離子方程式為：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+CO₃^2-+NH₄⁺；
故答案為：Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃=MnCO₃↓+CO₃^2-+NH₄⁺；
（7）濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)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(zhì)分離提純的方法和流程分析應(yīng)用，主要涉及物質(zhì)性質(zhì)的理解、影響速率的因素、離子方程式的書寫等，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．