Question

2．以硅孔雀石[主要成分為 CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含 SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)]為原料制備CuCl₂的工藝流程如下：

已知：SOCl₂+H₂O $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑
（1）“酸浸”時鹽酸與CuCO₃•Cu（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O．為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，可以采取的措施有：①適當(dāng)提高鹽酸濃度；②適當(dāng)提高反應(yīng)溫度；③適當(dāng)加快攪拌速率、適當(dāng)延長酸浸時間．
（2）濾渣2的主要成分為Fe（OH）₃（填化學(xué)式）．
（3）“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-．
（4）試劑X的作用是調(diào)節(jié)溶液的PH，試劑X可以是BD．
A．CuSO₄ B．Cu₂（OH）₂CO₃ C．NaOH        D．CuO
“調(diào)pH”時，PH不能過高，其原因是防止Cu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀．
（5）“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

Answer 1

分析 以硅孔雀石[主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)]加入鹽酸酸浸生成二氧化碳氣體，過濾得到濾渣1為SiO₂ ，H₂SiO₃，濾液中通入氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化銅或氫氧化銅或堿式碳酸銅調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子，過濾得到濾渣2為氫氧化鐵沉淀，濾液濃縮蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶得到氯化銅晶體，加入SOCl₂加熱脫水得到氯化銅，
（1）“酸浸”時鹽酸與CuCO₃•Cu（OH）₂反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，由此確定產(chǎn)物配平得化學(xué)方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，可：
①適當(dāng)提高鹽酸濃度；
②適當(dāng)提高反應(yīng)溫度；
③適當(dāng)加快攪拌速率、適當(dāng)延長酸浸時間；
（2）根據(jù)流程圖，經(jīng)氧化后溶液中陽離子主要為Cu²⁺和Fe³⁺，加試劑X調(diào)節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，濾渣2為Fe（OH）₃；
（3）硅孔雀石主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，根據(jù)流程圖，加鹽酸“酸浸”后溶液中只有Fe²⁺可被氯氣氧化，“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）根據(jù)流程圖，經(jīng)氧化后溶液中陽離子主要為Cu²⁺和Fe³⁺，加試劑X調(diào)節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，Cu²⁺仍留在溶液中，實現(xiàn)Cu²⁺和Fe³⁺的分離，最終制備CuCl₂；加入X試劑可以和酸反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH且不能引入雜質(zhì)，“調(diào)pH”時，pH不能過高，否則Cu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀；
（5）由已知：SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑，“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

解答 解：（1）“酸浸”時鹽酸與CuCO₃•Cu（OH）₂反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，由此確定產(chǎn)物配平得化學(xué)方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，可：①適當(dāng)提高鹽酸濃度；②適當(dāng)提高反應(yīng)溫度；③適當(dāng)加快攪拌速率、適當(dāng)延長酸浸時間，
故答案為：CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O；適當(dāng)加快攪拌速率、適當(dāng)延長酸浸時間；
（2）根據(jù)流程圖，經(jīng)氧化后溶液中陽離子主要為Cu²⁺和Fe³⁺，加試劑X調(diào)節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，濾渣2為Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（3）硅孔雀石主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，根據(jù)流程圖，加鹽酸“酸浸”后溶液中只有Fe²⁺可被氯氣氧化，“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）根據(jù)流程圖，經(jīng)氧化后溶液中陽離子主要為Cu²⁺和Fe³⁺，加試劑X調(diào)節(jié)pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，Cu²⁺仍留在溶液中，實現(xiàn)Cu²⁺和Fe³⁺的分離，最終制備CuCl₂；試劑X選擇，
A．CuSO₄ 不能調(diào)節(jié)溶液PH，引入雜質(zhì)硫酸根離子，故A錯誤；
B．Cu₂（OH）₂CO₃ 和酸反應(yīng)可以調(diào)節(jié)溶液PH且不引入雜質(zhì)，故B正確；
C．NaOH可以調(diào)節(jié)溶液PH，但會引入鈉離子雜質(zhì)，故C錯誤；       
 D．CuO可以和酸反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液PH，不會引入雜質(zhì)，故D正確；
選BD
“調(diào)pH”時，pH不能過高，否則Cu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀，
故答案為：BD；防止Cu²⁺轉(zhuǎn)化為Cu（OH）₂沉淀；
（5）由已知：SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑，“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解，
故答案為：生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

點評 本題借助硅孔雀石為原料制取硫酸銅的工藝流程，考查了化學(xué)方程式書寫、氧化還原反應(yīng)等知識，可以根據(jù)所學(xué)知識完成，本題難度中等