Question

【題目】輝銅礦是銅礦的主要品種之一傳統(tǒng)的火法冶煉在資源的綜合利用、環(huán)境保護(hù)等方面會(huì)遇到困難。輝銅礦的濕法冶煉目前國內(nèi)外都處于探索階段。自氧化還氨氮分離法是一種較為理想的濕法冶煉方法，工藝流程如下圖所示：

已知：

① 輝銅礦的主要成分是Cu2S,含有較多的Fe2O3、SiO2等。

② 軟錳礦的主要成分是MnO2，含有較多的SiO2等。

③ 浸出時(shí)，生成一種非金屬單質(zhì)。

④ 室溫下，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）浸出前需要先將礦石粉碎，其目的是__________。

(2）寫山浸出時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式_____________。

(3）浸渣A的主要成分為_______；調(diào)溶液pH 3.0-3.5的目的是除去______離子；室溫下，若該離子的濃度為4.0×10-8mol/L，則溶液的pH=__________。

(4) 工業(yè)上可將MnCO3、在300℃左右氧化來制取具有較好催化性能的MnO2，則MnCO3在空氣中受熱制取MnO2的化學(xué)方程式為_________________。

(5）從濾液C中提取硫酸氨晶體的步驟為_______、_______、過濾、洗滌、干操。

(6）與火法冶煉輝銅礦相比，用圖中方法冶煉輝銅礦的優(yōu)點(diǎn)有________、_____。（列舉其中2條）

Answer 1

【答案】 增大與酸的接觸面積，加快反應(yīng)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 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用 不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體、能耗低等（合理即可）

【解析】（1）酸浸時(shí)礦石顆粒大小影響浸取速率；（2）根據(jù)信息，MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫，反應(yīng)物是Cu2S、MnO2、H2SO4，生成物是CuSO4、MnSO4、S；（3）根據(jù)金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍判斷；根據(jù)氫氧化鐵的溶度積計(jì)算氫離子濃度，再計(jì)算PH； （4）MnCO3、氧氣在300℃左右反應(yīng)生成MnO2、二氧化碳；(5)從溶液獲得晶體的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過、濾、洗滌、干操；；(6) 火法冶煉輝銅礦生成二氧化硫氣體。

解析：（1）將礦石粉碎能增大與酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）根據(jù)信息，MnO2能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫，反應(yīng)物是Cu2S、MnO2、H2SO4，生成物是CuSO4、MnSO4、S，把硫化亞銅看成整體，化合價(jià)變化是：（1×2+2×1）=4，Mn元素化合價(jià)變化是：4-2=2，根據(jù)化合價(jià)升降規(guī)律，浸出時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式Cu2S+2MnO2+8H+=Cu2++S+2Mn2++4H2O；（3）

SiO2與硫酸不反應(yīng)，浸渣A的主要成分為SiO2，還有浸出反應(yīng)生成的S單質(zhì)；根據(jù)金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍使Fe3+完全沉淀且Cu2+不沉淀的PH范圍是：3.2～4.4，故選擇PH=4目的是使Fe3+完全水解生成氫氧化鐵沉淀；根據(jù)氫氧化鐵的溶度積 ， ，所以PH=4； （4）MnCO3、氧氣在300℃左右反應(yīng)生成MnO2、二氧化碳，方程式為2MnCO3+O22MnO2+2CO2 ；(5)從溶液獲得晶體的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶過、濾、洗滌、干操；(6) 火法冶煉輝銅礦生成二氧化硫氣體，用圖中方法不產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體、能耗低。