Question

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，其工藝流程圖如圖．其中銅的萃�。ㄣ~從水層進(jìn)入有機(jī)層的過(guò)程）和反萃�。ㄣ~從有機(jī)層進(jìn)入水層的過(guò)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(wèn)題：
（1）礦石用稀硫酸處理過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O、

CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O

、

Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O（Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺）

（任寫其中2個(gè)）．
過(guò)濾后所得的濾渣溶于NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O

，溶解后的溶液俗稱

水玻璃

．
（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

FeSO₄?7H₂O

．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

4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O

．
（3）寫出電解過(guò)程中陽(yáng)極（惰性電極）發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：

4OH^--4e^-═O₂+2H₂O

．
（4）“循環(huán)Ⅲ”中反萃取劑的主要成分是

H₂SO₄

．

Answer 1

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)，二氧化硅是酸性氧化物，可以和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃；
（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）電解硫酸銅時(shí)，陽(yáng)極上是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（4）根據(jù)循環(huán)圖找出循環(huán)Ⅲ大反萃取劑．

解答：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⁺，二氧化硅是酸性氧化物，可以和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O，硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，
故答案為：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺ （任寫兩個(gè)即可）；SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O；水玻璃．
（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）電解硫酸銅時(shí)，陽(yáng)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；
（4）“循環(huán)Ⅲ”中反萃取劑的主要成分是硫酸，故答案為：H₂SO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)題目，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．