Question

CuCl是有機合成的重要催化劑，并用于顏料、防腐等工業(yè)．工業(yè)上由廢銅料（含F(xiàn)e、Al及其化合物、SiO₂雜質(zhì)），生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下：

已知：CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl₂^-，CuCl₂^-的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀．
（1）煅燒的主要目的是

 

．
（2）操作Ⅰ為調(diào)節(jié)溶液的PH值，范圍為

 

，加入的物質(zhì)X可以是

 

A、CuO    B、Cu（OH）₂      C、NaOH 溶液     D、CaCO₃

物質(zhì)	開始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Cu（OH）2	5.6	6.7
Al（OH）3	3.8	4.7

（3）濾渣Ⅱ的主要成分是

 

．
（4）往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO₂可生成CuCl₂^-，請寫出反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（5）在反應(yīng)Ⅰ中，溫度控制在70～80℃并使用濃NaCl溶液，主要目的是：

 

．
（6）常溫下，已知CuOH的K_SP為1.0×10^-14，則Cu⁺+H₂O?CuOH+H⁺的平衡常數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）煅燒的主要目的是使銅轉(zhuǎn)化為可溶于酸的氧化物，因為銅與稀硫酸不反應(yīng)；
（2）加入X與酸反應(yīng)調(diào)節(jié)PH使三價鐵離子和鋁離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，由表中數(shù)據(jù)可知，所以需要調(diào)節(jié)pH的范圍為4.7≤pH＜5.6；
（3）加入X與酸反應(yīng)調(diào)節(jié)PH使三價鐵離子和鋁離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀；
（4）根據(jù)題目信息：CuSO₄和NaCl混合液中通入SO₂可生成CuCl₂^-和硫酸；
（5）升高溫度或增大反應(yīng)物的濃度能加快反應(yīng)速率；
（6）根據(jù)Cu⁺+H₂O?CuOH+H⁺的平衡常數(shù)k=

c(H+)

c(Cu+)

=

kw

ksp

=

10-14

10-14

=1．

解答： 解：（1）銅與稀硫酸不反應(yīng)，煅燒的主要目的是使銅轉(zhuǎn)化為可溶于酸的氧化物，故答案為：使銅轉(zhuǎn)化為可溶于酸的氧化物；
（2）加入X與酸反應(yīng)調(diào)節(jié)PH使三價鐵離子和鋁離子完全沉淀，而銅離子不能沉淀，由表中數(shù)據(jù)可知，所以需要調(diào)節(jié)pH的范圍為4.7≤pH＜5.6，A、CuO  B、Cu（OH）₂   C、NaOH 溶液可以和酸反應(yīng)，故答案為：4.7≤pH＜5.6；ABC；
（3）濾渣Ⅱ的主要成分是Fe（OH）₃和Al（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃和Al（OH）₃；
（4）二氧化硫有還原性，銅離子有氧化性，所以二氧化硫和銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2Cu²⁺+SO₂+4Cl^-+2H₂O=2CuCl₂^-+SO₄^2-+4H⁺，故答案為：2Cu²⁺+SO₂+4Cl^-+2H₂O=2CuCl₂^-+SO₄^2-+4H⁺；
（5）升高溫度或增大反應(yīng)物的濃度能加快反應(yīng)速率，所以溫度升至70～80℃，并使用NaCl濃溶液，目的是提高CuCl₂^-的生成速率，
故答案為：提高CuCl₂^-的生成速率；
（6）常溫下，已知CuOH的K_SP為1.0×10^-14，則Cu⁺+H₂O?CuOH+H⁺的平衡常數(shù)k=

c(H+)

c(Cu+)

=

kw

ksp

=

10-14

10-14

=1，故答案為：1．

點評：考查學(xué)生對元素及其化合物的主要性質(zhì)的掌握、書寫離子方程式、閱讀題目獲取新信息能力、對工藝流程的理解等，難度中等，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與綜合運用知識、信息分析解決問題能力．