Question

碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿（Cu₂S，含有SiO₂和少量Fe₂O₃等杂质）为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示：

已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

②[Cu(NH₃)₄]SO₄常温稳定，在热水中会分解生成NH₃；

③K_sp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38。

回答下列问题：

（1）加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有___（任写一种）。

（2）滤渣I经CS₂提取后可获得一种淡黄色副产品，则滤渣I中的主要成分是___（填化学式）。回收淡黄色副产品过程中温度控制在50~60℃之间，不宜过高或过低的原因是___。

（3）常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO，调节pH的范围为___，若加A后将溶液的pH调为5，则溶液中Fe³⁺的浓度为___ mol/L。

（4）写出“沉锰”（除Mn²⁺）过程中反应的离子方程式：___。

（5）“赶氨”时，最适宜的操作方法是___。

（6）测定副产品MnSO₄·H₂O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl₂溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为___（保留到小数点后两位）。

Answer

搅拌；适当增加硫酸浓度；适当加热等 SiO2、S、MnO2 温度过低，硫的溶解速率小，温度过高，CS2易挥发 3.7～5.6(或3.7≤pH<5.6) 4.0×10-11 Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3+NH4+ 将溶液加热 96.57%

【解析】

辉铜矿主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，Cu2S在酸性条件下被二氧化锰氧化，SiO2不溶于稀硫酸，滤渣I经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，说明滤渣I中含有S，过滤得到的滤渣中含有MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，加入A，调节溶液的pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀，除去铁；加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到碳酸锰，用硫酸溶解，生成硫酸锰晶体，滤液赶出氨气，参与循环使用，同时得到碱式碳酸铜，据此分析解答。

(1)加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可以适当增加硫酸的浓度，充分搅拌，加热等，故答案为：搅拌、适当增加硫酸浓度、适当加热等；

(2)滤渣I的主要成份MnO2、SiO2、单质S；回收淡黄色副产品——S的过程中温度控制在50~60℃之间，不宜过高或过低，原因是温度过低，硫的溶解速率小，温度过高，CS2易挥发，故答案为：SiO2；S；MnO2；温度过低，硫的溶解速率小，温度过高，CS2易挥发；

(3)加入的试剂A是用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，根据有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围，溶液pH应该介于3.7～5.6( 或3.7≤pH＜5.6)，若加A后将溶液的pH调为5，则c(OH-)=10-9mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，则溶液中铁离子浓度为mol/L=4.0×10-11 mol/L，故答案为：3.7～5.6( 或3.7≤pH＜5.6)； 4.0×10-11；

(4)“沉锰”(除Mn2+)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+，故答案为：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+；

(5)氨气易挥发，“赶氨”时，最适宜的操作方法是将溶液加热，故答案为：将溶液加热；

(6)测定MnSO4•H2O样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25.00mL用标准的BaCl2溶液测定，完全反应后得到了4.66g沉淀，为硫酸钡物质的量==0.02mol，n(MnSO4•H2O)=n(BaSO4)=0.02mol，则此样品中MnSO4•H2O物质的量为：0.02mol×=0.08mol，则样品中MnSO4•H2O的纯度=×100%=96.57%，故答案为：96.57%。