Question

现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用．某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO₂），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下．其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段．

已知：①Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜； ③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液．回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O
______、______（写其中2个）
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是______．若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式______
（3）“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N一510、N一530等．某肟类化合物A的分子结构中仅含n₁个-CH₃、n₂个一OH和n₃个三种基团，无环状结构，三种基团的数目关系为n₃=______．若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是______
（4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式______
（5）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是______．

Answer 1

解：（1）氧化铜、三氧化二铁均可以和强酸发生反应生成盐和水，CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应，即Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案为：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺ （任写两个即可）；
（2）“循环Ⅰ”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体FeSO₄?7H₂O，暴露在空气中一段时间后，可被氧气氧化，4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：FeSO₄?7H₂O； 4Fe²⁺+O₂+4H⁺═4Fe³⁺+2H₂O；
（3）-CH₃和一OH都会连到n₃，故满足的关系是：n₃=n₁+n₂-2； 由于A的相对分子质量为116，故A的结构简式是：CH₃-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH₃；
故答案为：n₁+n₂-2；CH₃-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH₃；
（4）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应，即4OH^--4e^-═O₂+2H₂O，故答案为：4OH^--4e^-═O₂+2H₂O；
（5）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H₂SO₄．
分析：（1）氧化铜、三氧化二铁均可以和强酸发生反应生成盐和水，金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应；
（2）一定条件下，硫酸亚铁经常以FeSO₄?7H₂O的形式存在，亚铁离子易被氧化为三价铁离子；
（3）根据各个基团的结构特点求算出n₃，根据A的相对分子质量写出A的最简式；
（4）电解硫酸铜时，阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应；
（5）根据循环图找出循环Ⅲ的反萃取剂．
点评：本题考查物质的分离和提纯，涉及的方程式比较多，难度较大，需要认真分析、提取题中的信息．