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...

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：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　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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现代社会中铜在不同领域有广泛的应用。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：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多步反应，除了发生Cu₂O+2H⁺＝Cu²⁺+Cu+H₂O和Fe₂O₃+6H⁺＝2Fe³⁺+3H₂O反应外，其它反应的离子方程式为____________________________________________。

(2)检验滤液中是否含有Fe³⁺的方法是____________________________________________________。

(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，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________                                                             _____________。

(4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式 __________________。

(5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分的化学式是________________。

(6) 黄铜矿（主要成分CuFeS₂）是提取铜的主要原料，可采用火法溶炼工艺生产铜，该工艺的中间过程会发生反应：Cu₂S＋2Cu₂O＝6Cu+SO₂↑。该反应中，_______ (填化学式)作还原剂，每生成1mol Cu，反应中转移电子的物质的量为____________。

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铜是有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，铜的冶炼和加工对于现代社会有着重要的意义。

（1）工业上可用黄铜矿冶炼粗铜，简要流程如下：

在转炉中，经过两步反应生成粗铜，其的热化学方程式分别为：

则总反应的热化学方程式为：_______________________________________；

（2）粗铜可用电解法精炼，电解过程中，粗铜应做____极；精铜一侧电极反应式为__________；

（3）电解精炼时粗铜中Fe、Zn等杂质元素会进入电解质溶液，一段时间后需要对电解液除杂净化，其中除去铁元素的一种操作如下：

下表为部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH：

①试剂a是_______________，其作用是_________________________________________；

②溶液A加入CuO调节pH的目的是________________________________________(用必要的离子方程式和适当的文字说明)。

③操作①名称是________________。

（4）电解槽阳极泥中含有Ag、Au等贵金属，分离提纯Au的工艺流程如下：

①滤液中Au元素的存在形式为[AuC14]-，写出浸取步骤反应的离子方程式________________。

②加入草酸后，滤液中发生氧化还原反应，生成Au单质，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。

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(12分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。回答下列问题：

（1）Mn2＋基态的电子排布式可表示为　　 。

（2）1mol甲醛(HCHO)中含有的σ键数目为　　 　 ；

（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为　　 　　 ；

（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应生成铜氨离子Cu(NH3)42+，①反应的离子方应程式为　　　　　 　 　　　　　　 。

②[Cu(NH3)4] 2+中存在的化学键类型有　　 　 　 （填序号）。

A．配位键　　 B．离子键　　 C．极性共价键　　 D．非极性共价键

（5）铜的化合物种类也很多，其常见价态为+1、+2价。如CuO、Cu2O、 CuH等。下图是铜的一种氯化物晶体的晶胞结构，则它的化学式是　　　　　 　 　

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铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物在现代社会各个领域仍有广泛的应用。

I．氧化物—Fe2O3：用工业FeCl3粗品（含Ca、Mn、Cu等杂质离子）制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：

已知：HCl（浓） + FeCl3HFeCl4 。试回答下列问题：

（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：

① Ca2+、Mn2+、Cu2+等杂质离子主要在__________（填“水”或“有机”）相。

② 若实验时共用萃取剂X 150mL，萃取率最高的方法是__________（填字母）。

a．一次性萃取，150mL　　　 b．分2次萃取，每次75mL　　　 c．分3次萃取，每次50mL

（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是________________（写化学式）；反萃取能发生的原因是___________________。

（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的一是洗去沉淀表面吸附的杂质离子，二是________________。

（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+，然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr3+，写出该滴定反应的离子方程式 ___________________。

II．含氧酸盐—铁酸铜（CuFe2O4）是很有前景的热化学分解水制氢的材料，CuFe2O4在制氢过程中可以循环使用。在热化学循环分解水制氢的过程中，铁酸铜（CuFe2O4）先要煅烧成氧缺位体（CuFe2O4－a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氢越容易。

（5）根据以上提示，写出氧缺位体与水常温下反应制氢的化学方程式____________。

（6）课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，则氧缺位值（a）＝__________。（结果保留小数点后2位）

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铁是人类较早使用的金属之一，铁及其化合物在现代社会各个领域仍有广泛的应用。

I．氧化物—Fe2O3：用工业FeCl3粗品（含Ca、Mn、Cu等杂质离子）制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：

已知：HCl（浓） + FeCl3HFeCl4 。试回答下列问题：

（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：

① Ca2+、Mn2+、Cu2+等杂质离子主要在__________（填“水”或“有机”）相。

② 若实验时共用萃取剂X 150mL，萃取率最高的方法是__________（填字母）。

a．一次性萃取，150mL　　　 b．分2次萃取，每次75mL　　　 c．分3次萃取，每次50mL

（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是________________（写化学式）；反萃取能发生的原因是___________________。

（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的一是洗去沉淀表面吸附的杂质离子，二是________________。

（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+，然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr3+，写出该滴定反应的离子方程式 ___________________。

II．含氧酸盐—铁酸铜（CuFe2O4）是很有前景的热化学分解水制氢的材料，CuFe2O4在制氢过程中可以循环使用。在热化学循环分解水制氢的过程中，铁酸铜（CuFe2O4）先要煅烧成氧缺位体（CuFe2O4－a），氧缺位值（a）越大，活性越高，制氢越容易。

（5）根据以上提示，写出氧缺位体与水常温下反应制氢的化学方程式____________。

（6）课外小组将铁酸铜样品在N2的气氛中充分煅烧，得氧缺位体的质量为原质量的96.6%，则氧缺位值（a）＝__________。（结果保留小数点后2位）

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钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：

已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。钒在溶液中主要以和的形式存在，且存在平衡VO2＋＋H2OVO3－＋2H＋。下列说法正确的是

A. 工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水

B. 可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3

C. 焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全

D. 将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中一定不含铁元素

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钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：

已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。钒在溶液中主要以和的形式存在，且存在平衡VO2＋＋H2OVO3－＋2H＋。下列说法正确的是

A. 工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水

B. 可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3

C. 焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全

D. 将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中一定不含铁元素

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