Question

現(xiàn)代社會(huì)中銅在不同領(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)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：反萃取后的水層2是硫酸銅溶液�；卮鹣铝袉�(wèn)題：
(1）礦石用稀硫酸處理過(guò)程中發(fā)生多步反應(yīng)，除了發(fā)生Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu+H₂O和Fe₂O₃+6H⁺＝2Fe³⁺+3H₂O反應(yīng)外，其它反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________。
(2)檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe³⁺的方法是____________________________________________________。
(3)“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，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(xiě)出水層l暴露在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________                                                             _____________。
(4）寫(xiě)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 __________________。
(5)“循環(huán)Ⅲ”中反萃取劑的主要成分的化學(xué)式是________________。
(6) 黃銅礦（主要成分CuFeS₂）是提取銅的主要原料，可采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅，該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cu₂S＋2Cu₂O＝6Cu+SO₂↑。該反應(yīng)中，_______ (填化學(xué)式)作還原劑，每生成1mol Cu，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)___________。

Answer 1

(1)CuO+2H⁺＝Cu²⁺+H₂O；2Fe³⁺+Cu＝2Fe²⁺+Cu²⁺(每個(gè)方程2分)
(2)取少量濾液于試管中(1分)，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液變紅，說(shuō)明含有Fe³⁺，如果不變紅，說(shuō)明不含有Fe³⁺(1分)。
(3) 4Fe²⁺+O₂+4H⁺＝4Fe³⁺+2H₂O  (4) 4OH^－-2e^－＝2 H₂O+ O₂↑
(5)H₂SO₄(1分，寫(xiě)名稱(chēng)不得分)  (6)Cu₂S(1分)；1mol(缺少單位扣1分)

試題分析：（1）氧化亞銅、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，Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu+H₂O、CuO+2H⁺＝Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺＝2Fe³⁺+3H₂O。鐵離子具有氧化性，能氧化金屬銅，則金屬銅和三價(jià)鐵之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe³⁺＝2Fe²⁺+Cu²⁺。
（2）鐵離子能和KSCN溶液反應(yīng)使溶液顯紅色，據(jù)此可以檢驗(yàn)鐵離子，即取少量濾液于試管中，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液變紅，說(shuō)明含有Fe³⁺，如果不變紅，說(shuō)明不含有Fe³⁺。
（3）根據(jù)流程圖可知，濾液中含有亞鐵離子，因此“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，可分離出一種重要的晶體FeSO₄?7H₂O。由于亞鐵離子具有還原性極易被氧化生成鐵離子，所以暴露在空氣中一段時(shí)間后，可被氧氣氧化，反應(yīng)的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺＝4Fe³⁺+2H₂O。
（4）電解池中陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。所以電解硫酸銅時(shí)，陽(yáng)極上是氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-＝O₂↑+2H₂O。
（5）電極硫酸銅后有硫酸生成，因此“循環(huán)Ⅲ”中反萃取劑的主要成分是硫酸，化學(xué)式為H₂SO₄。
（6）根據(jù)反應(yīng)可知Cu₂S＋2Cu₂O＝6Cu+SO₂↑，Cu₂S中S元素化合價(jià)從－2價(jià)升高到＋4價(jià)，被氧化，Cu₂S是還原劑。根據(jù)方程式可知，銅元素的化合價(jià)從＋1價(jià)降低到0價(jià)，得到1個(gè)電子，所以每生成1mol Cu，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol。