Question

15．以孔雀石（主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質）為原料制備CuCl₂的工藝流程如圖：

SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑
（1）“酸浸”時鹽酸與CuCO₃•Cu（OH）₂反應的化學方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O．為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，可以采取的措施有：適當提高鹽酸濃度、適當提高反應溫度、適當加快攪拌速率、適當延長酸浸時間
（2）“氧化”時發生反應的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-．
（3）“濾渣2”的主要成分為Fe（OH）₃（填化學式）；“調pH”時，pH不能過高，其原因是防止Cu²⁺轉化為Cu（OH）₂沉淀．
（4）“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

Answer 1

分析 以硅孔雀石[主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質]加入鹽酸酸浸生成二氧化碳氣體，過濾得到濾渣1為SiO₂ ，H₂SiO₃，濾液中通入氯氣氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氧化銅或氫氧化銅或堿式碳酸銅調節溶液PH沉淀鐵離子，過濾得到濾渣2為氫氧化鐵沉淀，濾液濃縮蒸發，冷卻結晶得到氯化銅晶體，加入SOCl₂加熱脫水得到氯化銅，
（1）“酸浸”時鹽酸與CuCO₃•Cu（OH）₂反應為復分解反應，由此確定產物配平得化學方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，升高溫度、加速攪拌、延長浸出時間等可以提高浸出率；
（2）硅孔雀石主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質，根據流程圖，加鹽酸“酸浸”后溶液中只有Fe²⁺可被氯氣氧化，“氧化”時發生反應的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）根據流程圖，經氧化后溶液中陽離子主要為Cu²⁺和Fe³⁺，加試劑X調節pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，Cu²⁺仍留在溶液中，實現Cu²⁺和Fe³⁺的分離，最終制備CuCl₂；“調pH”時，pH不能過高，否則Cu²⁺轉化為Cu（OH）₂沉淀；
（4）由已知：SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑，“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

解答 解：（1）“酸浸”時鹽酸與CuCO₃•Cu（OH）₂反應為復分解反應，由此確定產物配平得化學方程式為CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O，為提高“酸浸”時銅元素的浸出率，適當提高鹽酸濃度、適當提高反應溫度、適當加快攪拌速率、適當延長酸浸時間，
故答案為：CuCO₃•Cu（OH）₂+4HCl═2CuCl₂+CO₂↑+3H₂O；適當提高鹽酸濃度、適當提高反應溫度、適當加快攪拌速率、適當延長酸浸時間；
（2）硅孔雀石主要成分為CuCO₃•Cu（OH）₂、CuSiO₃•2H₂O，含SiO₂、FeCO₃、Fe₂O₃等雜質，根據流程圖，加鹽酸“酸浸”后溶液中只有Fe²⁺可被氯氣氧化，“氧化”時發生反應的離子方程式為Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-；
（3）根據流程圖，經氧化后溶液中陽離子主要為Cu²⁺和Fe³⁺，加試劑X調節pH使Fe³⁺完全沉淀而除去，Cu²⁺仍留在溶液中，實現Cu²⁺和Fe³⁺的分離，最終制備CuCl₂；“調pH”時，pH不能過高，否則Cu²⁺轉化為Cu（OH）₂沉淀，
故答案為：Fe（OH）₃ ；防止Cu²⁺轉化為Cu（OH）₂沉淀；
（4）由已知：SOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+2HCl↑，“加熱脫水”時，加入SOCl₂的目的是生成的HCl抑制CuCl₂的水解．
故答案為：生成的HCl抑制CuCl₂的水解．

點評 本題借助硅孔雀石為原料制取硫酸銅的工藝流程，考查了化學方程式書寫、氧化還原反應等知識，可以根據所學知識完成，題目難度中等．