Question

3．銅及其化合物在工業上有許多用途．以硅孔雀石（主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂和CuSiO₃•2H₂O，還有少量SiO₂、Fe₂O₃和FeCO₃等）為原料制備CuCl₂的工藝流程如圖所示：
回答下列問題：
（1）CuCO₃•Cu（OH）₂與鹽酸反應的化學方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl=2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O
（2）為提高“酸浸”時鋼元素的浸出率，可采取的措施是ABCD（填字母）．
A．適當提高反應溫度         B．適當提高鹽酸濃度
C．適當加快攪拌速率         D．適當延長酸浸時間
（3）“氧化”時發生反應的離子方程式為Cl₂+2Fe ²⁺=2Fe ³⁺+2Cl^-．“氧化”時也可以用H₂O₂代替氯氣，H₂O₂的電子式為．
（4）“濾渣1”、“濾渣2”的成為分別是SiO₂、H₂SiO₃、Fe（OH）₃（寫化學式）．
（5）為了不影響產品的質量，試劑X可以是CuCO₃或CuO或Cu（OH）₂（寫化學式）．“調pH”時，pH不能過高，其原因是PH過高，銅離子水解生成 氫氧化銅沉淀，導致產品的產率降低．
（6）已知：SOCl₂H₂O$\stackrel{△}{?}$SO₂↑+2HCl．“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是抑制氯化銅水解．

Answer 1

分析 由制備實驗流程可知，硅孔雀石（主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂和CuSiO₃•2H₂O，還有少量SiO₂、Fe₂O₃和FeCO₃等）用酸浸，Cu₂（OH）₂CO₃、CuSiO₃•2H₂O、Fe₂O₃和FeCO₃等均與鹽酸反應，只有SiO₂不反應，則濾渣1為SiO₂、H₂SiO₃，過濾得濾液中含有鐵離子、亞鐵離子、銅離子，通入氯氣將亞鐵離子氧化成鐵離子，高節PH值，使溶液中鐵離子生成Fe（OH）₃沉淀，為了不引入新雜質，可以用CuCO₃、CuO、Cu（OH）₂等調節PH值，所以X為CuCO₃或CuO或Cu（OH）₂，過濾得濾渣2為Fe（OH）₃，濾液為氯化銅溶液，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶可得氯化銅晶體，SOCl₂與水作用可生成氯化氫可以抑制氯化銅水解，所以將氯化銅晶體在加入SOCl₂的條件下加熱脫水可得氯化銅固體，以此來解答．

解答 解：由制備實驗流程可知，硅孔雀石（主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂和CuSiO₃•2H₂O，還有少量SiO₂、Fe₂O₃和FeCO₃等）用酸浸，Cu₂（OH）₂CO₃、CuSiO₃•2H₂O、Fe₂O₃和FeCO₃等均與鹽酸反應，只有SiO₂不反應，則濾渣1為SiO₂、H₂SiO₃，過濾得濾液中含有鐵離子、亞鐵離子、銅離子，通入氯氣將亞鐵離子氧化成鐵離子，高節PH值，使溶液中鐵離子生成Fe（OH）₃沉淀，為了不引入新雜質，可以用CuCO₃、CuO、Cu（OH）₂等調節PH值，所以X為CuCO₃或CuO或Cu（OH）₂，過濾得濾渣2為Fe（OH）₃，濾液為氯化銅溶液，將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶可得氯化銅晶體，SOCl₂與水作用可生成氯化氫可以抑制氯化銅水解，所以將氯化銅晶體在加入SOCl₂的條件下加熱脫水可得氯化銅固體，
（1）CuCO₃•Cu（OH）₂與鹽酸生成 氯化銅、二氧化碳和水，反應的化學方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl=2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，
故答案為：CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl=2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O；
（2）為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，可采取適當提高反應溫度、適當提高鹽酸濃度、適當加快攪拌速率、適當延長酸浸時間等措施，故選ABCD；
（3）“氧化”時是用氯氣氧化亞鐵離子，發生反應的離子方程式為 Cl₂+2Fe ²⁺=2Fe ³⁺+2Cl^-，“氧化”時也可以用H₂O₂代替氯氣，H₂O₂的電子式為，
故答案為：Cl₂+2Fe ²⁺=2Fe ³⁺+2Cl^-；；
（4）根據上面的分析可知，“濾渣1”的成分是SiO₂、H₂SiO₃，“濾渣2”的成分是 Fe（OH）₃，
故答案為：SiO₂、H₂SiO₃；Fe（OH）₃；
（5）根據上面的分析可知，試劑X可以是CuCO₃或CuO或Cu（OH）₂，“調pH”時，pH不能過高，其原因是PH過高，銅離子水解生成 氫氧化銅沉淀，導致產品的產率降低，
故答案為：CuCO₃或CuO或Cu（OH）₂；PH過高，銅離子水解生成 氫氧化銅沉淀，導致產品的產率降低；
（6）SOCl₂與水作用可生成氯化氫可以抑制氯化銅水解，所以“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是抑制氯化銅水解，
故答案為：抑制氯化銅水解．

點評 本題借助硅孔雀石為原料制取氯化銅的工藝流程，考查了銅及其化合物性質分析判斷、化學方程式的書寫、鹽類水解的應用等，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．