1、
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;
③Ksp[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)。
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%
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%。
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