Question

工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产粗钢。
（1）该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑，反应的氧化剂是         。
（2）火法熔炼的粗铜含杂质较多。某化学研究性学习小组在实验室条件下用CuSO₄溶液作电解液来实现粗铜的提纯，并对电解后溶液进行净化除杂和含量测定。
实验一 粗铜的提纯粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应），电解时粗铜应与电源的        极相连，阴极上的电极反应式为              。
实验二 电解后溶液的净化除杂在精炼铜的过程中，电解液中c（Cu²⁺）逐渐下降，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学参考下表的数据，设计了如下方案：

试剂a是               （填化学式），其目的是             ；该方案能够除去的杂质离子是           （填离子符号）。
实验三 电解后溶液离子含量的测定
乙同学设计了如下方案：

则100mL溶液中Cu²⁺的浓度为         mol·L^-1，Fe²⁺的浓度为         mol·L^-1。

Answer 1

(14分)
（1）Cu₂O 、Cu₂S (2分)；
（2）正(1分) Cu²⁺+2e^-= Cu(2分) H₂O₂(2分)将Fe²⁺氧化成Fe³⁺(2分) Fe²⁺ (2分)
0.75(2分)0.05(2分)

试题分析：
（1）反应中Cu₂O 、Cu₂S的Cu均从+1→0价，所以反应的氧化剂Cu₂O 、Cu₂S。
（2）精炼铜时粗铜做阳极与电源的正极相连，电极反应：Cu²⁺+2e^-= Cu。根据流程中调节pH到4可知三价铁沉淀，试剂a是氧化剂，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，除去Fe²⁺。固体为铁和铜的混合物，酸处理后的4.8g为铜，n（Cu）=4.8/64g/mol=0.075mol，c（Cu²⁺）=0.75 mol·L^-1；根据题意生成m（Fe₂O₃）=6.4g，n（Fe₂O₃）=6.4g/160g/mol=0.04mol，得n（Fe）=0.08mol；其中来自与硫酸铜的置换反应的为0.075mol，所以原溶液中n（Fe）=0.005mol，Fe²⁺的浓度为0.05 mol·L^-1。