Question

辉铜矿是铜矿的主要品种之一传统的火法冶炼在资源的综合利用、环境保护等方面会遇到困难。辉铜矿的湿法冶炼目前国内外都处于探索阶段。自氧化还氨氮分离法是一种较为理想的湿法冶炼方法，工艺流程如下图所示：

已知：

① 辉铜矿的主要成分是Cu₂S,含有较多的Fe₂O₃、SiO₂等。

② 软锰矿的主要成分是MnO₂，含有较多的SiO₂等。

③ 浸出时，生成一种非金属单质。

④ 室温下，Kap[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38mol/L，Kap[Fe(OH)₂]=8.0×10^-16mol/L

完成下列填空：

(l）浸出前需要先将矿石粉碎，其目的是__________。

(2）写山浸出时主要反应的离子方程式_____________。

(3）浸渣A的主要成分为_______；调溶液pH 3.0-3.5的目的是除去______离子；室温下，若该离子的浓度为4.0×10^-8mol/L，则溶液的pH=__________。

(4) 工业上可将MnCO₃、在300℃左右氧化来制取具有较好催化性能的MnO₂，则MnCO₃在空气中受热制取MnO₂的化学方程式为_________________。

(5）从滤液C中提取硫酸氨晶体的步骤为_______、_______、过滤、洗涤、干操。

(6）与火法冶炼辉铜矿相比，用图中方法冶炼辉铜矿的优点有________、_____。（列举其中2条）

Answer

增大与酸的接触面积，加快反应速率（或提高浸出效率）（合理即可） Cu2S+2MnO2+8H+=Cu2++S+2Mn2++4H2O SiO2、S Fe3+ 4 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 蒸发浓缩 冷却结晶 实现资源的综合利用 不产生污染环境的气体、能耗低等（合理即可）

【解析】（1）酸浸时矿石颗粒大小影响浸取速率；（2）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；（3）根据金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围判断；根据氢氧化铁的溶度积计算氢离子浓度，再计算PH； （4）MnCO3、氧气在300℃左右反应生成MnO2、二氧化碳；(5)从溶液获得晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶过、滤、洗涤、干操；；(6) 火法冶炼辉铜矿生成二氧化硫气体。

解析：（1）将矿石粉碎能增大与酸的接触面积，加快反应速率；（2）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，根据化合价升降规律，浸出时主要反应的离子方程式Cu2S+2MnO2+8H+=Cu2++S+2Mn2++4H2O；（3）

SiO2与硫酸不反应，浸渣A的主要成分为SiO2，还有浸出反应生成的S单质；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；根据氢氧化铁的溶度积 ， ，所以PH=4； （4）MnCO3、氧气在300℃左右反应生成MnO2、二氧化碳，方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2 ；(5)从溶液获得晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶过、滤、洗涤、干操；(6) 火法冶炼辉铜矿生成二氧化硫气体，用图中方法不产生污染环境的气体、能耗低。

点睛：难溶电解质的溶度积常数只与温度有关。相同温度下，当有沉淀生成时，Q=KSP。