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，其工艺流程图如下．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

 

（写其中1个）．
（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l暴露在空气中发生反应的离子方程式

 

．
（3）“循环II”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N-510、N-530等．某肟类化合物A的分子结构中仅含n₁个-CH₃、n₂个-OH和n₃个三种基团，无环状结构，若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是

 

．
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是

 

．

Answer 1

考点：金属冶炼的一般原理,铜金属及其重要化合物的主要性质,有机物的推断

专题：几种重要的金属及其化合物,有机物分子组成通式的应用规律

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；
（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）肟类的有机化合物是具有肟基（C=NOH）的有机化合物；
（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⁺，
故答案为：CuO+2H⁺═Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O、Cu+2Fe³⁺═2Fe²⁺+Cu²⁺ （任写两个即可）；
（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））-CH₃、-OH是端头基， 是分子的骨架，一个就需多一个端头基，加上链首尾的两个端头基，共需端头基n₃+2，即n₃+2=n₁+n₂；n₃=n₁+n₂-2；
依据分析判断出的取代基，若A的相对分子质量为116，分子结构中碳原子跟碳原子相连接，得到结构简式为：CH₃-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH₃；
故答案为：CH₃-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH₃；
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是硫酸，故答案为：H₂SO₄．

点评：本题考查化学实验方案的设计，为高频考点，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．