Question

某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl₂?2H₂O的工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：

 

CuS+

 

NaCl+

 

O₂

高溫  .

 

CuCl₂+

 

Na₂SO₄．配平上述化學(xué)方程式．
（2）試劑A應(yīng)選用

 

．（填編號）
①NaClO　　　�、贑l₂       ③H₂O₂溶液　　�、軡饬蛩�
理由是

 

．
（3）濾液B中大量含有的離子有

 

．
（4）為了獲得CuCl₂?2H₂O晶體，對濾液B進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得到產(chǎn)品．分析有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線（如圖），“趁熱過濾”得到的固體是

 

，“冷卻結(jié)晶”過程中，析出CuCl₂?2H₂O晶體的合適溫度為

 

．

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,氧化還原反應(yīng)方程式的配平

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）利用化合價升降相等配出氧化劑和還原劑的化學(xué)計量數(shù)，然后根據(jù)原子守恒把其他物質(zhì)配平；
（2）試劑A滿足能把亞鐵離子氧化為鐵離子和調(diào)節(jié)PH使酸性減弱兩個功能；
（3）經(jīng)過鹽酸酸浸，NaClO調(diào)節(jié)PH值，過濾掉氫氧化鐵后，溶液中還有Cu²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-；
（4）蒸發(fā)濃縮后，由于同溫下硫酸鈉的溶解度小，會有大量硫酸鈉析出；
40攝氏度時硫酸鈉溶解度最大，硫酸鈉最不容易析出，為了得到更多的析出CuCl₂?2H₂O晶體，溫度略低于40℃的范圍．

解答： 解：（1）CuS→Na₂SO₄ S化合價升高8，O₂→Na₂SO₄ O化合價降低2，O₂化合價降低2×2=4，根據(jù)化合價升降相等可得，CuS化學(xué)計量數(shù)為1，氧氣的化學(xué)計量數(shù)為2，根據(jù)元素守恒Na₂SO₄化學(xué)計量數(shù)為1，NaCl化學(xué)計量數(shù)為2，CuCl₂化學(xué)計量數(shù)為1，配平化學(xué)方程式為CuS+2NaCl+2O₂

高溫  .

CuCl₂+Na₂SO₄；
故答案為：1；2；2；1；1；
（2）NaClO、Cl₂、H₂O₂溶液、濃硫酸均能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，但氯水和硫酸溶液均呈酸性，NaClO溶液呈堿性，H₂O₂溶液與Fe²⁺反應(yīng)消耗H⁺，故可以起到調(diào)節(jié)PH的作用，
故答案為：①③；NaClO能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且溶液顯堿性，能增大溶液pH使Fe³⁺沉淀；
（3）經(jīng)過鹽酸酸浸，NaClO調(diào)節(jié)PH值，過濾掉氫氧化鐵后，溶液中還有Cu²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-；故答案為：Cu²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄^2-；
（4）由圖乙可知硫酸鈉的溶解度較小而且溫度較高時隨溫度的變化不大，為了防止氯化銅晶體的析出，必須趁熱過濾，加熱濃縮時會有大量的硫酸鈉析出；
冷卻結(jié)晶時盡量保證硫酸鈉不析出，而40攝氏度時硫酸鈉溶解度最大，為了能析出更多的CuCl₂?2H₂O晶體，故適宜溫度為35～40℃．
故答案為：Na₂SO₄；35～40℃．

點評：本題考查了物質(zhì)的分離和提純、離子的檢驗及沉淀溶解平衡，難度中等．注意除雜不能引入新的雜質(zhì)，重結(jié)晶法提純物質(zhì)溫度的選擇是易出錯點．