Question

現(xiàn)代社會(huì)中銅在電氣、交通、機(jī)械和冶金、能源及石化工業(yè)、高科技等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用．某銅礦石含氧化銅、氧化亞銅、三氧化二鐵和脈石（SiO₂），現(xiàn)采用酸浸法從礦石中提取銅，其工藝流程圖如下．其中銅的萃取（銅從水層進(jìn)人有機(jī)層的過程）和反萃取（銅從有機(jī)層進(jìn)人水層的過程）是現(xiàn)代濕法煉銅的重要工藝手段．

已知：①Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；②當(dāng)?shù)V石中三氧化二鐵含量太低時(shí)，可用硫酸和硫酸鐵的混合液浸出銅； ③反萃取后的水層2是硫酸銅溶液．回答下列問題：
（1）礦石用稀硫酸處理過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O
______、______（寫其中2個(gè)）
（2）“循環(huán)Ⅰ”經(jīng)多次循環(huán)后的水層1不能繼續(xù)循環(huán)使用，但可分離出一種重要的硫酸鹽晶體，該晶體的化學(xué)式是______．若水層1暴露在空氣中一段時(shí)間后，可以得到另一種重要的硫酸鹽，寫出水層1暴露在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______
（3）“循環(huán)n”中萃取劑是一類稱作為肟類的有機(jī)化合物，如N一510、N一530等．某肟類化合物A的分子結(jié)構(gòu)中僅含n₁個(gè)-CH₃、n₂個(gè)一OH和n₃個(gè)三種基團(tuán)，無環(huán)狀結(jié)構(gòu)，三種基團(tuán)的數(shù)目關(guān)系為n₃=______．若A的相對分子質(zhì)量為116，上述基團(tuán)連接時(shí)碳原子跟碳原子相連，則A的結(jié)構(gòu)簡式是______
（4）寫出電解過程中陽極（惰性電極）發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式______
（5）“循環(huán)Ⅲ”中反萃取劑的主要成分是______．

Answer 1

解：（1）氧化銅、三氧化二鐵均可以和強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水，CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，金屬銅和三價(jià)鐵之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案為：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺ （任寫兩個(gè)即可）；
（2）“循環(huán)Ⅰ”經(jīng)多次循環(huán)后的水層1不能繼續(xù)循環(huán)使用，但可分離出一種重要的晶體FeSO₄?7H₂O，暴露在空氣中一段時(shí)間后，可被氧氣氧化，4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：FeSO₄?7H₂O； 4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O；
（3）-CH₃和一OH都會(huì)連到n₃，故滿足的關(guān)系是：n₃=n₁+n₂-2； 由于A的相對分子質(zhì)量為116，故A的結(jié)構(gòu)簡式是：CH₃-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH₃；
故答案為：n₁+n₂-2；CH₃-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH₃；
（4）電解硫酸銅時(shí)，陽極上是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即4OH^--4e^-═O₂+2H₂O，故答案為：4OH^--4e^-═O₂+2H₂O；
（5）“循環(huán)Ⅲ”中反萃取劑的主要成分是硫酸，故答案為：H₂SO₄．
分析：（1）氧化銅、三氧化二鐵均可以和強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水，金屬銅和三價(jià)鐵之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（2）一定條件下，硫酸亞鐵經(jīng)常以FeSO₄?7H₂O的形式存在，亞鐵離子易被氧化為三價(jià)鐵離子；
（3）根據(jù)各個(gè)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)求算出n₃，根據(jù)A的相對分子質(zhì)量寫出A的最簡式；
（4）電解硫酸銅時(shí)，陽極上是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（5）根據(jù)循環(huán)圖找出循環(huán)Ⅲ的反萃取劑．
點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的分離和提純，涉及的方程式比較多，難度較大，需要認(rèn)真分析、提取題中的信息．