Question

某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量的鐵和鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl₂?2H₂O的流程如圖甲：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）廢渣中的鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，其正極反應(yīng)式為

 

．
（2）高溫煅燒時(shí)CuS發(fā)生的反應(yīng)為：

 

CuS+

 

NaCl+

 

O₂--→

 

CuCl₂+

 

Na₂SO₄，配平該反應(yīng)方程式．
（3）調(diào)pH后鐵元素生成濾渣的離子方程式為

 

．
（4）試劑A最好選用下列三種物質(zhì)中的

 

（填序號(hào)）：理由是

 

 a．NaClO      b．Cl₂       c．濃硫酸
（5）分析圖乙溶解度曲線回答：
①為了獲得CuCl₂?2H₂O晶體，對(duì)濾液B進(jìn)行的操作是：蒸發(fā)濃縮、

 

、濾液冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到產(chǎn)品．
②“冷卻結(jié)晶”過(guò)程中，析出CuCl₂?2H₂O晶體的合適溫度或溫度范圍是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專(zhuān)題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上是氧氣得電子的過(guò)程；
（2）利用化合價(jià)升降相等配出氧化劑和還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后根據(jù)原子守恒把其他物質(zhì)配平；
（3）溶液中的鐵離子與氫氧根離子生成了氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾的濾渣即為氫氧化鐵；
（4）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(gè)功能；
（5）①為了獲得CuCl₂?2H₂O晶體，需要利用重結(jié)晶法把硫酸鈉除掉，蒸發(fā)濃縮后，由于同溫下硫酸鈉的溶解度小，會(huì)有大量硫酸鈉析出，故趁熱過(guò)濾掉析出的硫酸鈉；
②而40攝氏度時(shí)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）鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，正極上是氧氣得電子的過(guò)程，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）CuS→Na₂SO₄ S化合價(jià)升高8，O₂→Na₂SO₄   O化合價(jià)降低2，O₂化合價(jià)降低2×2=4，根據(jù)化合價(jià)升降相等可得，CuS化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，氧氣的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，根據(jù)元素守恒Na₂SO₄化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，NaCl化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，CuCl₂化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，
故答案為：1；2；2；1；1；
（3）調(diào)pH后溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，其離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓，故答案為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（4）NaClO、Cl₂、濃硫酸均能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，但氯水和硫酸溶液均呈酸性，只有NaClO溶液呈堿性，可以起到調(diào)節(jié)PH的作用，
故答案為：a；NaClO能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，且NaClO溶液顯堿性，能增大溶液pH；
（5）①有圖乙可知硫酸鈉的溶解度較小而且溫度較高時(shí)隨溫度的變化不大，加熱濃縮時(shí)會(huì)有大量的硫酸鈉析出，為了防止氯化銅晶體的析出，必須趁熱過(guò)濾，
故答案為：趁熱過(guò)濾；
②冷卻結(jié)晶時(shí)盡量保證硫酸鈉不析出，而40攝氏度時(shí)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：35～40℃．

點(diǎn)評(píng)：本題目為一綜合性大題，以銅的化合物為載體考察原電池原理、氧化還原反應(yīng)原理，難度較大，重結(jié)晶法提純物質(zhì)溫度的選擇是易出錯(cuò)點(diǎn)．