辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分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硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下:已知
题型:不详难度:来源:
辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分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硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下:
已知:①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫; ②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定,在热水中会分解生成NH3; ③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1.0 mol·L-1计算):
| 开始沉淀的pH
| 沉淀完全的pH
| Fe3+
| 1.1
| 3.2
| Mn2+
| 8.3
| 9.8
| Cu2+
| 4.4
| 6.4
| (1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有 (任写一点)。 (2)酸浸时,得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。 写出该反应的化学方程式 。 (3)调节浸出液pH的范围为 ,其目的是 。 (4)本工艺中可循环使用的物质是 (写化学式)。 (5)在该工艺的“加热驱氨”环节,若加热的温度过低或过高,都将造成 的结果。 (6)用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O质量分数时,发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 (任写一种)。 |
答案
(1)粉碎矿石或适当升高温度或搅拌(其它合理答案也得分) (2)Cu2S + 2 MnO2 +4 H2SO4=2CuSO4 + 2 MnSO4 + S↓ + 4H2O (3)3.2≤pH<4.4 或 [3.2,4.4) [若3.2<pH<4.4或(3.2,4.4)给1分] 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去 (4)NH3(多写CO2不扣分,不写NH3给 0 分) (5)碱式碳酸铜产量减少 (6)混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水 |
解析
试题分析: 本流程是通过辉铜矿和软锰矿在酸性条件下反应经过一系列条件的控制除去杂质等得到硫酸锰和碱式碳酸铜。 (1)固体反应时一般要粉碎成粉末或小颗粒,加快反应速率,提高浸取率,还可以适当升高温度、搅拌等达到同样的效果。 (3)根据流程调pH后得到的是锰和铜的盐溶液,所以该步是为了除去Fe3+等杂质,但不能让Cu2+和Mn2+沉淀,故pH的范围为3.2≤pH<4.4; (4)循环使用的物质是在流程中既有生成又做反应物的物质,如NH3; (5)温度过低,[Cu(NH3)4]SO4分解不完全,温度过高,会导致Cu2(OH)2CO3分解,这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少; (6)BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O质量分数是测定样品中SO42-的量,测定时样品纯度大于100%的因素是SO42-的含量偏高了。造成这种原因可能有混有硫酸盐(相对分子质量小于MnSO4)杂质或部分晶体失去结晶水。 |
举一反三
化工生产中涉及较多的化学原理、生产方法和工艺流程,请回答下列问题: (1)工业上用硫铁矿生产硫酸的主要设备有__________、__________、__________。 (2)工业上制备硫酸,常采用__________(填编号)为吸收剂,以高效吸收三氧化硫。 a.自来水 b.蒸馏水 c.稀硫酸 d.98.3%硫酸 (3)侯氏制碱法中,用二氧化碳和氨气与饱和食盐水反应制碳酸氢钠,应先向饱和食盐水中通入_____。 (4)石油裂化分为热裂化、催化裂化和_______,其目的为__________________。 (5)为降低电解液熔点,工业上生产铝时需要加入的熔剂为____________________。 |
与实际化工生产流程相符的叙述是A.制备硝酸的工业中,理论上氨中的氮元素100%转化为了硝酸 | B.制备硫酸的工业尾气用氢氧化钠溶液吸收 | C.让Cl2在H2中燃烧制氯化氢,将氯化氢气体通入水中获得盐酸 | D.工业上用电解熔融氯化铝和冰晶石的混合物的方法得到铝 |
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下列关于化工生产原理的叙述中,均符合目前工业生产实际的是A.氯碱工业中,氢氧化钠在电解槽的阴极区产生 | B.氯气和氢气混合在光照条件下生成氯化氢,用水吸收得到盐酸 | C.二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫,三氧化硫在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸 | D.合成氨工业中,利用氨易液化,分离出N2、H2循环使用,总体上提高了氨的产率 |
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已知硫铁矿在沸腾炉中煅烧,通入沸腾炉中的气体原料是空气,其中N2的体积分数为0.80,则沸腾炉排出的气体中SO2的体积分数可能是 |
下列工业生产中,有关关系式错误的是A.漂白粉:2Cl2—Ca(ClO)2 | B.H2SO4:FeS2—2H2SO4 | C.氨:C—H2—2/3 NH3 | D.HNO3: NH3—HNO3 |
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