Question

某銅礦石含氧化銅、氧化亞銅、三氧化二鐵和大量脈石（SiO₂）,現(xiàn)采用酸浸法從礦石中提取銅，其流程圖如下：

已知： ①當(dāng)?shù)V石中三氧化二鐵含量太低時(shí)，可用硫酸和硫酸鐵的混合液浸出銅；②反萃取后的水層是硫酸銅溶液，Cu²⁺濃度約為50g/L�；卮鹣铝袉�(wèn)題：
（1）礦石用稀硫酸浸出過(guò)程中氧化亞銅發(fā)生的反應(yīng)為：Cu₂O+2H⁺===Cu²⁺+Cu+H₂O；請(qǐng)寫出該過(guò)程中發(fā)生的另一個(gè)氧化還原反應(yīng)的離子方程式：                    。
（2）寫出用惰性電極電解水層的電解總反應(yīng)方程式：                   。
（3）循環(huán)中反萃取劑B的主要成分是                   。
（4）某銅礦石樣品中，若僅含氧化亞銅、三氧化二鐵和脈石三種物質(zhì)。取該礦石樣品200.0g，用100mL1.0mol?L^—1H₂SO₄溶液浸取后，還需加入10mL 1.0mol?L^—1 Fe₂(SO₄)₃溶液才能使銅全部浸出，浸取液經(jīng)充分電解后可得到 6.4gCu。求銅礦石樣品中氧化亞銅和氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

（12分）（1）Cu+2Fe³⁺＝2Fe²⁺+ Cu²⁺（2分）
（2）2CuSO₄ + 2H₂O O₂↑+ 2Cu + 2H₂SO₄（2分）
（3）H₂SO₄（2分）  （4）Cu₂O：3.6% （3分）  Fe₂O₃：3.2%（3分）

試題分析：（1）氧化銅、三氧化二鐵均可以和強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水，CuO+2H⁺＝Cu²⁺+H₂O、Fe₂O₃+6H⁺＝2Fe³⁺+3H₂O。而金屬銅和三價(jià)鐵之間可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即Cu+2Fe³⁺＝2Fe²⁺+Cu²⁺。
（2）惰性電極電解硫酸銅的化學(xué)方程式是2CuSO₄ + 2H₂O O₂↑+ 2Cu + 2H₂SO₄。
（3）由于硫酸銅易溶在無(wú)機(jī)溶劑中，所以循環(huán)中反萃取劑B的主要成分是稀硫酸。
（4）電解后生成的銅的質(zhì)量是6.4g，物質(zhì)的量是0.1mol，則根據(jù)原子守恒可知氧化亞銅的物質(zhì)的量是0.05mol，所以銅礦石樣品中氧化亞銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)是；
根據(jù)方程式Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu+H₂O，反應(yīng)中生成的銅是0.05mol。則根據(jù)Cu+2Fe³⁺＝2Fe²⁺+ Cu²⁺可知與銅反應(yīng)的硫酸鐵是0.05mol，其中有0.01L×1.0mol/L＝0.01mol硫酸鐵是另外加入的，則氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鐵是0.04mol，則氧化鐵的物質(zhì)的量是0.04mol，所以氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。
點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見(jiàn)題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，難易適中，側(cè)重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固與訓(xùn)練，同時(shí)也注重對(duì)學(xué)生答題能力的培養(yǎng)和方法指導(dǎo)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力。該類試題是一類綜合性較強(qiáng)的試題，如元素及化合物性質(zhì)和社會(huì)生活，環(huán)境保護(hù)，化學(xué)計(jì)算等知識(shí)。它不僅可考察學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解程度，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和思維方法。