Question

現代社會中銅在電氣、交通、機械和冶金、能源及石化工業、高科技等領域有廣泛的應用。

某銅礦石含氧化銅、氧化亞銅、三氧化二鐵和脈石（SiO₂）,現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（銅從水層進入有機層的過程）和反萃取（銅從有機層進入水層的過程）是現代濕法煉銅的重要工藝手段。

 

已知：①Cu₂O＋2H⁺＝Cu²⁺＋Cu＋H₂O；②當礦石中三氧化二鐵含量太低時，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生反應的離子方程式為：Cu₂O＋2H⁺＝Cu²⁺＋Cu＋H₂O、

                                     、                                   （任寫其中2個）。

(2)“循環Ⅰ”經多次循環后的水層1不能繼續循環使用，但可分離出一種重要的硫酸鹽晶體，該晶體

的化學式是              。若水層1暴露在空氣中一段時間后，可以得到另一種重要的硫酸鹽，寫

出水層1暴露在空氣中發生反應的離子方程式                                    。

(3)“循環Ⅱ”中萃取劑是一類稱作為肟類的有機化合物，如N-510、N-530等。某肟類化合物A的分

子結構中僅含n₁個 —CH₃、n₂個 —OH 和n₃個           三種基團，無環狀結構，三種基團的數

目關系為n₃＝              。若A的相對分子質量為116，上述基團連接時碳原子跟碳原子相連，

則A的結構簡式是                               。

(4) 寫出電解過程中陽極（惰性電極）發生反應的電極反應式：                            。

(5)“循環Ⅲ”中反萃取劑的主要成分是                    。

Answer 1

(1) CuO+2H⁺==Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺==2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺==2Fe²⁺+ Cu²⁺ 

(2) FeSO₄??7H₂O ，4Fe²⁺+O₂+4H⁺==4Fe³⁺ +2H₂O

 (3) n₃＝ （n₁＋n₂－2）      CH₃—C(=N－OH)—C(=N－OH)—CH₃

 (4) 4OH^－－4e^－== O₂＋2H₂O  (5) H₂SO₄

解析:

本題看似考察酸浸法從礦石中提取銅這樣一個復雜的工藝流程，實際上考察了常見金屬及其化合物的性質（1、2兩問）、電解精煉銅（4、5兩問）及對有機物結構的體認(3) 。

(1)由礦石成分知氧化銅、氧化鐵與硫酸反應。

(2)因有銅單質析出，故不能存在亞鐵離子，且亞鐵離子的強還原性易被氧化為鐵離子。

(3)—CH₃、 —OH是端頭基。            是分子的骨架，一個          就需多一個端頭基，加上鏈首尾的兩個端頭基，共需端頭基n₃+2，即n₃+2= n₁＋n₂。

(4) 電解精煉銅，陽極放電離子是OH^-。

(5)由電解精煉銅知生成硫酸，反萃取劑是硫酸。