Question

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？

Answer

（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；
【解析】
（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%；