题目内容

【题目】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)2

Cu(OH)2

Fe(OH)3

溶度积(25 ℃)

8.0×10-16

2.2×10-20

4.0×10-38

完全沉淀时的pH范围

≥9.6

≥6.4

3~4

(1)在溶液A中加入NaClO的目的是________________________

(2)在溶液B中加入CuO的作用是________________________________

(3)操作a的目的是__________________________

(4)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2,采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是________________

【答案】将Fe2+氧化为Fe3+,使后续分离更加完全 调节溶液的pH为3~4,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀 洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质 抑制Cu2+的水解

【解析】

由生产流程可知,加入NaClO的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便在后续的生产中被除去。溶液B呈酸性,Fe3+可溶,加入的CuO可以与酸反应,提高溶液的pH,当溶液的pH3~4时,Fe3+就会以Fe(OH)3的形式沉淀出来。过滤除去氢氧化铁,此时再加入CuO,调节溶液pH,使铜离子沉淀为氢氧化铜,过滤洗涤沉淀得到氢氧化铜向氢氧化铜中加入盐酸溶解生成氯化铜溶液,CuCl2溶液在蒸发结晶过程中会发生水解反应:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加入盐酸和采用低温可抑制Cu2+水解,从而得到较高纯度的产品。

(1)根据表格中的溶度积可知,Fe3+Fe2+更易水解形成Fe(OH)3沉淀,加入NaClO的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,使后续分离更加完全

(2)粗氧化铜采用浓盐酸浸渍,此时浸渍液为强酸性,加入的CuO可以与酸反应,提高溶液的pH,当溶液的pH3~4时,Fe3+就会以Fe(OH)3的形式沉淀出来

(3)过滤得到的Cu(OH)2表面有可溶性杂质应以适量蒸馏水洗去;

(4)CuCl2溶液在蒸发结晶过程中铜离子会发生水解反应:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加入盐酸可抑制Cu2+水解,水解反应为吸热反应,采用低温抑制Cu2+水解,从而得到较高纯度的产品。

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