Question

2．以硅孔雀石[主要成分为 CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含 SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等杂质]为原料制备CuCl₂的工艺流程如下：

已知：SOCl₂+H₂O $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑
（1）“酸浸”时盐酸与CuCO₃•Cu（OH）₂反应的化学方程式为CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O．为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可以采取的措施有：①适当提高盐酸浓度；②适当提高反应温度；③适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间．
（2）滤渣2的主要成分为Fe（OH）₃（填化学式）．
（3）“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-．
（4）试剂X的作用是调节溶液的PH，试剂X可以是BD．
A．CuSO₄ B．Cu₂（OH）₂CO₃ C．NaOH        D．CuO
“调pH”时，PH不能过高，其原因是防止Cu²⁺转化为Cu（OH）₂沉淀．
（5）“加热脱水”时，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[主要成分为CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等杂质]加入盐酸酸浸生成二氧化碳气体，过滤得到滤渣1为SiO₂ ，H₂SiO₃，滤液中通入氯气氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜或氢氧化铜或碱式碳酸铜调节溶液PH沉淀铁离子，过滤得到滤渣2为氢氧化铁沉淀，滤液浓缩蒸发，冷却结晶得到氯化铜晶体，加入SOCl₂加热脱水得到氯化铜，
（1）“酸浸”时盐酸与CuCO₃•Cu（OH）₂反应为复分解反应，由此确定产物配平得化学方程式为CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可：
①适当提高盐酸浓度；
②适当提高反应温度；
③适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间；
（2）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu²⁺和Fe³⁺，加试剂X调节pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，滤渣2为Fe（OH）₃；
（3）硅孔雀石主要成分为CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等杂质，根据流程图，加盐酸“酸浸”后溶液中只有Fe²⁺可被氯气氧化，“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu²⁺和Fe³⁺，加试剂X调节pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，Cu²⁺仍留在溶液中，实现Cu²⁺和Fe³⁺的分离，最终制备CuCl₂；加入X试剂可以和酸反应调节溶液PH且不能引入杂质，“调pH”时，pH不能过高，否则Cu²⁺转化为Cu（OH）₂沉淀；
（5）由已知：SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑，“加热脱水”时，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

解答 解：（1）“酸浸”时盐酸与CuCO₃•Cu（OH）₂反应为复分解反应，由此确定产物配平得化学方程式为CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可：①适当提高盐酸浓度；②适当提高反应温度；③适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间，
故答案为：CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O；适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间；
（2）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu²⁺和Fe³⁺，加试剂X调节pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，滤渣2为Fe（OH）₃，
故答案为：Fe（OH）₃；
（3）硅孔雀石主要成分为CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等杂质，根据流程图，加盐酸“酸浸”后溶液中只有Fe²⁺可被氯气氧化，“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案为：Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；
（4）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu²⁺和Fe³⁺，加试剂X调节pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，Cu²⁺仍留在溶液中，实现Cu²⁺和Fe³⁺的分离，最终制备CuCl₂；试剂X选择，
A．CuSO₄ 不能调节溶液PH，引入杂质硫酸根离子，故A错误；
B．Cu₂（OH）₂CO₃ 和酸反应可以调节溶液PH且不引入杂质，故B正确；
C．NaOH可以调节溶液PH，但会引入钠离子杂质，故C错误；       
 D．CuO可以和酸反应调节溶液PH，不会引入杂质，故D正确；
选BD
“调pH”时，pH不能过高，否则Cu²⁺转化为Cu（OH）₂沉淀，
故答案为：BD；防止Cu²⁺转化为Cu（OH）₂沉淀；
（5）由已知：SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑，“加热脱水”时，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解，
故答案为：生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

点评 本题借助硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程，考查了化学方程式书写、氧化还原反应等知识，可以根据所学知识完成，本题难度中等