Question

辉铜矿主要成分为Cu₂S，软锰矿主要成分为MnO₂，它们都含有少量 SiO₂、Fe₂O₃等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备碳酸锰和硝酸铜晶体的主要工艺流程如图所示 ：

已知：①部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的 pH范围如下表所示（开始沉淀的pH 按金属离子浓度为 0. l mol/L 计算）

	开始沉淀的 pH	沉淀完全的pH
Fe^3+	1.1	3.2
Mn^2+	8.3	9.8
Cu^2+	4.4	6.4

②10^0.8≈6.3

（1）酸浸时，下列措施能够提高浸取速率的措施是__________________    。

A.将矿石粉碎    B.适当延长酸浸时间      C.适当升高温度

（2）酸浸时， MnO₂ 与Cu₂S反应的离子方程式是 __________________。   

（3）浸出液调节pH = 4 的目的是_____________________    ，浸出液中铜离子浓度最大不能超过_______________    mol•L^-1（保留一位小数）。

（4）生成 MnCO₃ 沉淀的离子方程式是_______________________。    

（5）本工艺中可循环使用的物质是    ___________________（写化学式）。

（6）流程中需要加入过量HNO₃溶液，除了使 Cu₂(OH)₂CO₃完全溶解外，另一作用是蒸发结晶时_______________________。

（7）制得的Cu(NO₃)₂ 晶体需要进一步纯化， 其实验操作名称是______________    。

Answer

AC 使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3 沉淀除去 0.6 Mn2+＋HCO3－＋NH3·H2O====MnCO3↓＋NH4＋＋H2O NH3 抑制 Cu2＋的水解 重结晶

【解析】

首先将两种矿物酸浸，中的进入溶液，杂质不溶于稀硫酸，辉铜矿中的发生氧化还原反应得到不溶于硫酸的单质硫，过滤后得到滤液，调节pH使转化为沉淀析出，加入碳酸氢铵和氨水的混合溶液，将溶液中的转化为碳酸锰固体析出，再加热使氨气挥发，过滤后得到碱式碳酸铜，加入硝酸转变为硝酸铜，再蒸发结晶即可得到产物，据此来分析本题即可。

（1）A．粉碎矿石可以增大其与酸液的接触面积，提高浸取速率，A项正确；

B．延长酸浸时间不能加快浸取速率，B项错误；

C．升高温度，反应速率加快，C项正确；

答案选AC；

（2）根据分析，这一步的产物中有单质硫，写出离子方程式；

（3）调节浸出液的pH可以使溶液中的析出，防止产品中混入铁盐的杂质；设在pH为4时的最大浓度为，则有，移项后解得，即当pH为4时的最大浓度为；

（4）氨水和先反应得到，然后再与得到碳酸锰沉淀，据此写出离子方程式；

（5）根据流程不难发现在该过程中可以循环使用；

（6）是弱碱阳离子，因此会发生水解，在加热时水解程度会显著增大，因此需要过量的酸来抑制其水解，否则最终无法得到硝酸铜晶体；

（7）最终得到的硝酸铜中仍会有少量硫酸铜等杂质，可以利用重结晶的方法除去硫酸铜。