Question

辉铜矿的主要成分是Cu₂S，含较多的Fe₂O₃、SiO₂杂质：软锰矿的主要成分是MnO₂，含有较多的SiO₂杂质。辉铜矿的湿法冶炼，目前国内外都处于探索之中。自氧化还原氨分离法是一种较为理想的湿法冶炼方法，工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)“浸出”时，为提高矿石的浸出率，下列措施可采取的是________。(填标号)

A 适当提高浸出温度        B 适当延长浸出时间        C 增大矿石的粒度

(2)将100g辉铜矿和40g 98％的浓硫酸混合，在80～90℃条件下浸出2.5h，铜的浸出率随软锰矿用量的变化如下：

则浸出100g辉铜矿，软锰矿的最适宜用量为_____g。

(3)“浸出”后的浸出液中含有CuSO₄、MnSO₄、Fe₂(SO₄)₃等溶质，“滤渣I”中含有淡黄色固体单质，则“浸出”时产生淡黄色固体的化学方程式为__________________________。

(4)研究表明矿物中Fe₂O₃在“浸出”反应中起着重要的媒介作用，促进Cu₂S与MnO₂的溶解，其反应过程如下：

①Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O；

②Cu₂S+2Fe₂(SO₄)₃=2CUSO₄+4FeSO₄+S↓；

③___________________________________。(写出反应的化学方程式)

(5)“滤渣II”的主要成分是______________；“沉锰”后，得到的深蓝色溶液中除NH₄⁺、H⁺外，还含有的阳离子为__________。(写化学式)

(6)“滤液III”经结晶可得到(NH₄)₂SO₄晶体。结晶时，当________时，即可停止加热。

Answer

AB 25 2MnO2+Cu2S+4H2SO4==S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O 2FeSO4+MnO2+2H2SO4==MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O Fe(OH)3 [Cu(NH3)4]2+ 溶液表面出现晶膜(或溶液出现晶体)

【解析】

辉铜矿、软锰矿酸浸时，生成硫酸铜、硫酸铁、硫酸锰的混合液，及不溶物二氧化硅、单质硫，过滤滤渣I为二氧化硅、S；加入碳酸氢铵调节pH，生成氢氧化铁沉淀，二氧化碳气体，则滤渣II为氢氧化铁；加入碳酸氢铵、氨生成碳酸锰。

(1)A适当提高浸出温度，反应速率加快，浸出率提高，A符合题意；

B适当延长浸出时间，使矿粉充分与酸接触，提高浸出率，B符合题意；

C增大矿石的粒度，减少接触面积，浸出率降低，C与题意不符；

答案为AB。

(2)根据表中数据，加入25g软锰矿时，铜的浸出率即为89.9%，再增加浸出率不再提高，则选用25g为宜；

(3)硫化亚铜与二氧化锰在酸性条件下生成硫酸锰、硫酸铜、淡黄色的沉淀硫和水，方程式为2MnO2+Cu2S+4H2SO4==S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O；

(4)③硫酸亚铁与二氧化锰、硫酸作用生成硫酸铁、硫酸锰和水，方程式为2FeSO4+MnO2+2H2SO4==MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O；

(5)分析可知，“滤渣II”的主要成分是氢氧化铁；“沉锰”后，得到的深蓝色溶液中除NH4+、H+外，溶液中的铜离子以与氨形成的配离子的形式存在，即[Cu(NH3)4]2+；

(6)“滤液III”经结晶可得到(NH4)2SO4晶体。硫酸铵受热易分解，则在溶液中出现晶体时停止加热。