Question

5．工業(yè)上制取CuCl₂的生產(chǎn)流程如下：

請結(jié)合下表數(shù)據(jù)，回答問題：

物    質(zhì)	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3
溶度積/25℃	8.0×10-16	2.2×10-20	4.0×10-38
完全沉淀時的pH范圍	≥9.6	≥6.4	3～4

（1）寫出下列離子方程式：A→B2H⁺+ClO^-+2 Fe²⁺=2 Fe³⁺+Cl^-+H₂O； B→C+DCuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O．
（2）溶液A中加入NaClO的目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使后一步沉淀Fe（OH）₃更徹底．
（3）在溶液B中加入CuO的作用是調(diào)節(jié)溶液的PH為3～4，使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�鐵沉淀而分離Fe³⁺．
（4）操作①應(yīng)控制的pH范圍是：大于或等于6.4；操作②的目的是洗滌氫氧化銅表面的可溶性雜質(zhì)．
（5）抽Cu（OH）₂加入鹽酸使Cu（OH）₂轉(zhuǎn)變?yōu)镃uCl₂．采用“稍多量鹽酸”和“低溫蒸干”的目的是抑制Cu²⁺的水解，防止CuCl₂晶體中含有Cu（OH）₂雜質(zhì)．

Answer 1

分析 根據(jù)生產(chǎn)流程圖可知，粗氧化銅（含氧化亞鐵）與鹽酸反應(yīng)生成溶液A為氯化銅和氯化亞鐵溶液，加入加入次氯酸鈉，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加入氧化銅，調(diào)節(jié)溶液的pH值，促使鐵離子水解而產(chǎn)生C為氫氧化鐵沉淀，溶液D中含有氯化銅，經(jīng)過操作①得氫氧化銅沉淀，洗滌后與鹽酸反應(yīng)得氯化銅，
（1）溶液A中有氯化亞鐵和氯化銅，加入次氯酸鈉，將亞鐵離子氧化成鐵離子，溶液B中加入氧化銅，與溶液中的酸反應(yīng)，能調(diào)節(jié)溶液的pH值；
（2）次氯酸鈉具有氧化性，由于Fe²⁺沉淀時Cu²⁺已基本沉淀完全，所以必須先將Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镕e³⁺才能完全除去；
（3）加入氧化銅，調(diào)節(jié)溶液的PH，除去鐵離子雜質(zhì)；
（4）根據(jù)題中表中的數(shù)據(jù)確定操作①應(yīng)控制的pH范圍，操作②為洗滌操作，除去氫氧化銅表面的可溶性雜質(zhì)；
（5）根據(jù)平衡Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺進行分析．

解答 解：根據(jù)生產(chǎn)流程圖可知，粗氧化銅（含氧化亞鐵）與鹽酸反應(yīng)生成溶液A為氯化銅和氯化亞鐵溶液，加入加入次氯酸鈉，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加入氧化銅，調(diào)節(jié)溶液的pH值，促使鐵離子水解而產(chǎn)生C為氫氧化鐵沉淀，溶液D中含有氯化銅，經(jīng)過操作①得氫氧化銅沉淀，洗滌后與鹽酸反應(yīng)得氯化銅，
（1）溶液A中有氯化亞鐵和氯化銅，加入次氯酸鈉，將亞鐵離子氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+ClO^-+2 Fe²⁺=2 Fe³⁺+Cl^-+H₂O，溶液B中加入氧化銅，與溶液中的酸反應(yīng)，能調(diào)節(jié)溶液的pH值，反應(yīng)的離子方程式為CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O，
故答案為：2H⁺+ClO^-+2 Fe²⁺=2 Fe³⁺+Cl^-+H₂O；CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O；
（2）根據(jù)表中完全沉淀時的pH范圍可知，F(xiàn)e²⁺沉淀時Cu²⁺已基本沉淀完全，所以必須先將Fe²⁺轉(zhuǎn)變?yōu)镕e³⁺才能完全除去，所以溶液A中加入NaClO的目的是氧化Fe²⁺ 生成Fe³⁺ 有利于沉淀分離，
故答案為：將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使后一步沉淀Fe（OH）₃更徹底；
（3）在溶液B中加CuO調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe³⁺完全沉淀，
故答案為：調(diào)節(jié)溶液的PH為3～4，使Fe³⁺完全轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�鐵沉淀而分離Fe³⁺；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，Cu²⁺完全沉淀時PH的范圍是大于或等于6.4，操作a為洗滌，目的是洗滌氫氧化銅表面的可溶性雜質(zhì)，
故答案為：大于或等于6.4；洗滌氫氧化銅表面的可溶性雜質(zhì)；
（5）因為溶液中存在以下平衡：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，加入過量鹽酸和低溫，能使平衡逆移，防止Cu²⁺水解，
故答案為：抑制Cu²⁺的水解，防止CuCl₂晶體中含有Cu（OH）₂雜質(zhì)．

點評 本題以工業(yè)上制取CuCl₂的生產(chǎn)流程為背景，綜合考查學(xué)生靈活運用元素化合物知識、氧化還原反應(yīng)知識、沉淀轉(zhuǎn)化、鹽類水解以及實驗分析等知識和技能，難度較大．