题目内容
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，其工艺流程图如图．其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）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、______、______（任写其中2个）．
过滤后所得的滤渣溶于NaOH溶液，发生反应的化学方程式______，溶解后的溶液俗称______．
（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）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式：______．
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是______．
【答案】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，二氧化硅是酸性氧化物，可以和强碱反应生成盐和水，硅酸钠的水溶液俗称水玻璃；
（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）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；
（4）根据循环图找出循环Ⅲ大反萃取剂．
解答：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+，二氧化硅是酸性氧化物，可以和强碱反应生成盐和水，SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+ （任写两个即可）；SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；水玻璃．
（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）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；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H2SO4．
点评：本题是一道实验方案的设计题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．
（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）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；
（4）根据循环图找出循环Ⅲ大反萃取剂．
解答：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+，二氧化硅是酸性氧化物，可以和强碱反应生成盐和水，SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，
故答案为：CuO+2H+═Cu2++H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+ （任写两个即可）；SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；水玻璃．
（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）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；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H2SO4．
点评：本题是一道实验方案的设计题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．
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