Question

工業上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產粗鋼。
（1）該工藝的中間過程會發生反應：2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑，反應的氧化劑是         。
（2）火法熔煉的粗銅含雜質較多。某化學研究性學習小組在實驗室條件下用CuSO₄溶液作電解液來實現粗銅的提純，并對電解后溶液進行凈化除雜和含量測定。
實驗一 粗銅的提純粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質（與酸不反應），電解時粗銅應與電源的        極相連，陰極上的電極反應式為              。
實驗二 電解后溶液的凈化除雜在精煉銅的過程中，電解液中c（Cu²⁺）逐漸下降，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）會逐漸增大，所以需定時除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同學參考下表的數據，設計了如下方案：

試劑a是               （填化學式），其目的是             ；該方案能夠除去的雜質離子是           （填離子符號）。
實驗三 電解后溶液離子含量的測定
乙同學設計了如下方案：

則100mL溶液中Cu²⁺的濃度為         mol·L^-1，Fe²⁺的濃度為         mol·L^-1。

Answer 1

(14分)
（1）Cu₂O 、Cu₂S (2分)；
（2）正(1分) Cu²⁺+2e^-= Cu(2分) H₂O₂(2分)將Fe²⁺氧化成Fe³⁺(2分) Fe²⁺ (2分)
0.75(2分)0.05(2分)

試題分析：
（1）反應中Cu₂O 、Cu₂S的Cu均從+1→0價，所以反應的氧化劑Cu₂O 、Cu₂S。
（2）精煉銅時粗銅做陽極與電源的正極相連，電極反應：Cu²⁺+2e^-= Cu。根據流程中調節pH到4可知三價鐵沉淀，試劑a是氧化劑，將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，除去Fe²⁺。固體為鐵和銅的混合物，酸處理后的4.8g為銅，n（Cu）=4.8/64g/mol=0.075mol，c（Cu²⁺）=0.75 mol·L^-1；根據題意生成m（Fe₂O₃）=6.4g，n（Fe₂O₃）=6.4g/160g/mol=0.04mol，得n（Fe）=0.08mol；其中來自與硫酸銅的置換反應的為0.075mol，所以原溶液中n（Fe）=0.005mol，Fe²⁺的濃度為0.05 mol·L^-1。