题目内容

某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和大量脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其流程图如下：

已知：①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；②反萃取后的水层是硫酸铜溶液，Cu2+浓度约为50g/L．回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸浸出过程中氧化亚铜发生的反应为：Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O；请写出该过程中发生的另一个氧化还原反应的离子方程式：______．
（2）萃取剂A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，三种基团的数目关系为n3=______．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，则A的结构简式是______．
（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）循环中反萃取剂B的主要成分是______．
（5）某铜矿石样品中，若仅含氧化亚铜、三氧化二铁和脉石三种物质．取该矿石样品200.0g，用100mL1.0mol?L-1H2SO4溶液浸取后，还需加入10mL 1.0mol?L-1 Fe2（SO4）3溶液才能使铜全部浸出，浸取液经充分电解后可得到 6.4gCu．求铜矿石样品中氧化亚铜和氧化铁的质量分数？

解：（1）矿石用稀硫酸浸出过程中氧化亚铜发生的反应为，Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O；金属铜和三价铁之间发生氧化还原反应；反应的离子方程式为：Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
故答案为：：Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+；
（2）-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：n1+n2-2；CH3-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH3；
（3）电解过程中阳极（惰性电极）放电的是氢氧根离子失电子生成氧气，发生反应的电极反应式：4OH--4e-═O2↑+2H2O；
故答案为：4OH--4e-═O2↑+2H2O；
（4）反萃取后的水层是硫酸铜溶液，由电解知生成硫酸，所以循环中反萃取剂B是硫酸；
故答案为：H2SO4；
（5）取该矿石样品200.0g，用100mL1.0mol?L-1H2SO4溶液浸取后，还需加入10mL 1.0mol?L-1 Fe2（SO4）3溶液才能使铜全部浸出，浸取液经充分电解后可得到 6.4gCu；
依据铜元素守恒氧化亚铜中的铜元素最后生成铜，铜Cu物质的量==0.1mol；氧化亚铜物质的量为0.05mol；质量为0.05mol×144g/mol=7.2g；
Cu2O%=×100%=3.6%；依据氧化还原反应电子守恒Fe3+～Cu+～Cu计算得到：n（Fe3+）=0.1mol；原样品中铁元素物质的量为=0.1mol-0.02mol=0.08mol；
所以Fe2O3物质的量为：0.04mol，质量分数=×100%=3.2%；
故答案为：Cu2O：3.6%； Fe2O3：3.2%；
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）肟类的有机化合物是具有肟基（C=NOH）的有机化合物；
（3）电解精炼铜，阳极放电离子是OH-；
（4）反萃取后的水层是硫酸铜溶液，由电解知生成硫酸，所以循环中反萃取剂B是硫酸；
（5）依据反应过程中铜元素守恒计算氧化亚铜含量；依据氧化还原反应的电子守恒计算氧化铁的质量分数；
点评：本题看似考察酸浸法从矿石中提取铜这样一个复杂的工艺流程，实际上考察了常见金属及其化合物的性质、电解精炼铜，及对有机物结构的结构分析，题目难度较大．
练习册系列答案
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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
CuO+2H+═Cu2++H2O
CuO+2H+═Cu2++H2O
、
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，Cu+2Fe3++2Fe2++Cu2+，
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O，Cu+2Fe3++2Fe2++Cu2+，

（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．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
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
．
（3）“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N一510、N一530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，三种基团的数目关系为n3=
n1+n2-2
n1+n2-2
．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）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式
4OH--4e-=2H2O+O2
4OH--4e-=2H2O+O2

（5）该工艺最大亮点是它符合下列原理
B
B
．
A．化学平衡 B．绿色化学 C．质量守恒 D．能量守恒  E．相似相溶  F．酸碱中和 G．氧化还原反应
（6）铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称．由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚．某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他设计了如下方案：
①铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；
②铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2；
③足量的铁粉和铜粉和浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4；
④铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解；
⑤把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，交用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生；
⑥把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生．
以上设计合理的有
A
A
．
A．两种方案         B．三种方案        C．四种方案       D．五种方案．
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、
CuO+2H+═Cu2++H2O
CuO+2H+═Cu2++H2O
、
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O（Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+）
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O（Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+）
（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
SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O
SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O
，溶解后的溶液俗称
水玻璃
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硫酸盐晶体，该晶体的化学式是
FeSO4?7H2O
FeSO4?7H2O
．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
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
．
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式：
4OH--4e-═O2+2H2O
4OH--4e-═O2+2H2O
．
（4）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是
H2SO4
H2SO4
．
某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和大量脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其流程图如下：

已知：①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；②反萃取后的水层是硫酸铜溶液，Cu2+浓度约为50g/L．回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸浸出过程中氧化亚铜发生的反应为：Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O；请写出该过程中发生的另一个氧化还原反应的离子方程式：
Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+
Cu+2Fe3+═2Fe2++Cu2+
．
（2）萃取剂A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，三种基团的数目关系为n3=
n1+n2-2
n1+n2-2
．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，则A的结构简式是
CH3-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH3
CH3-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH3
．
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式：
4OH--4e-═O2↑+2H2O
4OH--4e-═O2↑+2H2O
．
（4）循环中反萃取剂B的主要成分是
H2SO4
H2SO4
．
（5）某铜矿石样品中，若仅含氧化亚铜、三氧化二铁和脉石三种物质．取该矿石样品200.0g，用100mL1.0mol?L-1H2SO4溶液浸取后，还需加入10mL 1.0mol?L-1 Fe2（SO4）3溶液才能使铜全部浸出，浸取液经充分电解后可得到 6.4gCu．求铜矿石样品中氧化亚铜和氧化铁的质量分数？
（2009?宿迁二模）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（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）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
CuO+2H+═Cu2++H2O、
CuO+2H+═Cu2++H2O、
、
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
（写其中2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
FeSO4?7H2O
FeSO4?7H2O
．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
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O

（3）“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N一510、N一530等．某肟类化合物A的分子结构中仅含n1个-CH3、n2个一OH和n3个三种基团，无环状结构，三种基团的数目关系为n3=
n1+n2-2
n1+n2-2
．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
CH3-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH3
CH3-C（=N-OH）-C（=N-OH）-CH3

（4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式
4OH--4e-═O2+2H2O
4OH--4e-═O2+2H2O

（5）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是
H2SO4
H2SO4
．

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（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）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2个）

(2)将有机层和水层分离的操作方法叫         ，实验式完成此操作所用到的一种主要仪器是                   。

(3)“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           。

(4)写出电解过程中（两电极都是惰性电极）阴极发生反应的电极反应式               

(5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是                               

 

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