Question

【題目】工業(yè)上用粗制的氧化銅粉末（含雜質(zhì)Fe和SiO2）來制取無水CuCl2的工藝流程如圖所示：

（1）“酸浸”時發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)化學(xué)方程式為：____。為加快酸浸速率可以采取的措施是：____（任舉一條）。

（2）“氧化”時發(fā)生的離子方程式為：_____。

（3）下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH。“調(diào)pH”時應(yīng)控制溶液pH范圍為_____。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1. 5	3. 7
Cu2＋	4.2	6. 4
Fe2＋	6.5	9.7

當(dāng)pH＝4時，溶液中c(Fe3+)＝____。已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10―39

（4）“加熱脫水”需要提供的條件為：_____。

Answer 1

【答案】 CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O 攪拌、適當(dāng)加熱等 Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl- 3.7～4.2 2.6×10-9 在干燥的HCl氛圍中加熱

【解析】粗制的氧化銅粉末(含含雜質(zhì)Fe和SiO2),加入鹽酸,CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O ，F(xiàn)e+2HCl=FeCl2+H2↑，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng),濾渣1為SiO2;濾液為:CuCl2、FeCl2,加氯水,氯氣具有氧化性氧化亞鐵離子生成三價鐵離子,通過調(diào)節(jié)pH值促進(jìn)三價鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,所以濾渣2為氫氧化鐵, 氯化銅水溶液中銅離子水解，在氯化氫氣流中加熱抑制氯化銅水解得到氯化銅固體。

詳解:(1)根據(jù)以上分析，“酸浸”時發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)化學(xué)方程式為： CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O。為加快酸浸速率可以采取：攪拌、適當(dāng)加熱等措施。

因此，本題答案為： CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O ；攪拌、適當(dāng)加熱等；

第②步加入氯水,氯水中氯氣能夠氧化二價鐵離子生成三價鐵離則,反應(yīng)的離子方程式為:Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl- ，因此，本題正確答案是:Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl- ;
(3)根據(jù):Fe3+、Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物,開始沉淀和沉淀完全時的pH如表中數(shù)據(jù),要想分離三價鐵離子,pH條件條件為:使三價鐵離子完全沉淀,而銅離子不沉淀,則pH應(yīng)控制在3.7～4.2 ;
根據(jù)溶度積常數(shù)：Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=2.6×10―39

當(dāng)pH＝4時，c(OH-)=10-10mol/L,溶液中c(Fe3+)＝=2.6×10-9。

因此，本題正確答案是:3.7～4.2 ;2.6×10-9 。

(4)濾液C是氯化銅溶液,制取無水CuCl2時,需在HCl氣體中蒸干是防止氯化銅水解,HCl抑制CuCl2水解;
因此，本題正確答案是:在干燥的HCl氛圍中加熱。