题目内容

5．工业上制取CuCl2的生产流程如下：

请结合下表数据，回答问题：
物    质Fe（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）3
溶度积/25℃8.0×10-162.2×10-204.0×10-38
完全沉淀时的pH范围≥9.6≥6.43～4
（1）写出下列离子方程式：A→B2H++ClO-+2 Fe2+=2 Fe3++Cl-+H2O； B→C+DCuO+2H+=Cu2++H2O．
（2）溶液A中加入NaClO的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，使后一步沉淀Fe（OH）3更彻底．
（3）在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液的PH为3～4，使Fe3+完全转变为氢氧化铁沉淀而分离Fe3+．
（4）操作①应控制的pH范围是：大于或等于6.4；操作②的目的是洗涤氢氧化铜表面的可溶性杂质．
（5）抽Cu（OH）2加入盐酸使Cu（OH）2转变为CuCl2．采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是抑制Cu2+的水解，防止CuCl2晶体中含有Cu（OH）2杂质．

分析 根据生产流程图可知，粗氧化铜（含氧化亚铁）与盐酸反应生成溶液A为氯化铜和氯化亚铁溶液，加入加入次氯酸钠，将亚铁离子氧化成铁离子，加入氧化铜，调节溶液的pH值，促使铁离子水解而产生C为氢氧化铁沉淀，溶液D中含有氯化铜，经过操作①得氢氧化铜沉淀，洗涤后与盐酸反应得氯化铜，
（1）溶液A中有氯化亚铁和氯化铜，加入次氯酸钠，将亚铁离子氧化成铁离子，溶液B中加入氧化铜，与溶液中的酸反应，能调节溶液的pH值；
（2）次氯酸钠具有氧化性，由于Fe2+沉淀时Cu2+已基本沉淀完全，所以必须先将Fe2+转变为Fe3+才能完全除去；
（3）加入氧化铜，调节溶液的PH，除去铁离子杂质；
（4）根据题中表中的数据确定操作①应控制的pH范围，操作②为洗涤操作，除去氢氧化铜表面的可溶性杂质；
（5）根据平衡Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+进行分析．

解答 解：根据生产流程图可知，粗氧化铜（含氧化亚铁）与盐酸反应生成溶液A为氯化铜和氯化亚铁溶液，加入加入次氯酸钠，将亚铁离子氧化成铁离子，加入氧化铜，调节溶液的pH值，促使铁离子水解而产生C为氢氧化铁沉淀，溶液D中含有氯化铜，经过操作①得氢氧化铜沉淀，洗涤后与盐酸反应得氯化铜，
（1）溶液A中有氯化亚铁和氯化铜，加入次氯酸钠，将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2H++ClO-+2 Fe2+=2 Fe3++Cl-+H2O，溶液B中加入氧化铜，与溶液中的酸反应，能调节溶液的pH值，反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O，
故答案为：2H++ClO-+2 Fe2+=2 Fe3++Cl-+H2O；CuO+2H+=Cu2++H2O；
（2）根据表中完全沉淀时的pH范围可知，Fe2+沉淀时Cu2+已基本沉淀完全，所以必须先将Fe2+转变为Fe3+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+ 有利于沉淀分离，
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+，使后一步沉淀Fe（OH）3更彻底；
（3）在溶液B中加CuO调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀，
故答案为：调节溶液的PH为3～4，使Fe3+完全转变为氢氧化铁沉淀而分离Fe3+；
（4）根据表中数据，Cu2+完全沉淀时PH的范围是大于或等于6.4，操作a为洗涤，目的是洗涤氢氧化铜表面的可溶性杂质，
故答案为：大于或等于6.4；洗涤氢氧化铜表面的可溶性杂质；
（5）因为溶液中存在以下平衡：Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+，加入过量盐酸和低温，能使平衡逆移，防止Cu2+水解，
故答案为：抑制Cu2+的水解，防止CuCl2晶体中含有Cu（OH）2杂质．

点评 本题以工业上制取CuCl2的生产流程为背景，综合考查学生灵活运用元素化合物知识、氧化还原反应知识、沉淀转化、盐类水解以及实验分析等知识和技能，难度较大．

练习册系列答案
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