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：①Cu⁺在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；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Cu₂O发生反应的离子方程式为：

 

；
（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

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,铜的电解精炼

专题：电化学专题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据Cu⁺在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；
（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）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的反萃取剂．

解答： 解：（1）根据Cu⁺在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应，则稀硫酸处理过程中Cu₂O发生反应的离子方程式为Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，
故答案为：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；
（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．