Question

18．銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)．從切割廢料中回收并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如圖：

（注：Al（OH）₃和Cu（OH）₂開(kāi)始分解的溫度分別為450℃和80℃）
（1）電解精煉銀時(shí)，陰極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag；濾渣A與稀HNO₃反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)方程式為2NO+O₂=2NO₂．
（2）固體混合物B的組成為Al（OH）₃和CuO；在生成固體B的過(guò)程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過(guò)量，則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（3）完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：4CuO+2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+O₂↑↑．
（4）若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為50molCuAlO₂，至少需要1.0mol•L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液25L．
（5）CuSO₄溶液也可用于制備膽礬，其基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥．

Answer 1

分析 銀銅合金在空氣中熔煉，渣料中含有氧化銅和少量銀，加入稀硫酸，過(guò)濾后得到硫酸銅溶液，在硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和稀氫氧化鈉溶液，煮沸、過(guò)濾得到Al（OH）₃和CuO，煅燒可得到CuAlO₂，濾渣含有Ag，粗銀電解時(shí)，粗銀為陽(yáng)極，在陰極上得到銀，可得到提純的目的，
（1）根據(jù)電解原理分析判斷；無(wú)色的NO在常溫下與空氣中的O₂迅速化合生成紅棕色N0₂；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）₂和Al（OH）₃，Cu（OH）₂分解的溫度為80℃判斷產(chǎn)物；根據(jù)氫氧化鋁顯兩性能與堿反應(yīng)；
（3）根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及原子守恒來(lái)配平；
（4）根據(jù)銅元素守恒建立關(guān)系式：Cu～CuAlO₂來(lái)計(jì)算；根據(jù)鋁元素守恒建立關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂來(lái)計(jì)算；
（5）根據(jù)可溶性溶質(zhì)從溶液中析出晶體的方法．

解答 解：銀銅合金在空氣中熔煉，渣料中含有氧化銅和少量銀，加入稀硫酸，過(guò)濾后得到硫酸銅溶液，在硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和稀氫氧化鈉溶液，煮沸、過(guò)濾得到Al（OH）₃和CuO，煅燒可得到CuAlO₂，濾渣含有Ag，粗銀電解時(shí)，粗銀為陽(yáng)極，在陰極上得到銀，可得到提純的目的，
（1）電鍍法精煉銀時(shí)，粗銀為陽(yáng)極，精銀為陰極，陽(yáng)極上失電子變成離子進(jìn)入溶液了：Ag-e^-=Ag⁺，陰極銀離子得到電子形成單質(zhì)銀：Ag⁺+e^-=Ag；無(wú)色的NO在常溫下與空氣中的O₂迅速化合生成紅棕色N0₂：2NO+O₂=2NO₂；
故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；2NO+O₂=2NO₂；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）₂和Al（OH）₃，Al（OH）₃和Cu（OH）₂開(kāi)始分解的溫度分別為450℃和80℃，煮沸后Cu（OH）₂分解產(chǎn)生氧化銅，可知B為Al（OH）₃和CuO；氫氧化鋁顯兩性能與堿反應(yīng)：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
故答案為：Al（OH）₃和CuO；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）反應(yīng)前Cu為+2價(jià)，反應(yīng)后為+1，化合價(jià)降低1，Al化合價(jià)沒(méi)有變化，所以氧元素的化合價(jià)升高，生成氧氣，反應(yīng)前氧為-2價(jià)，反應(yīng)后為0，化合價(jià)升高2，兩者的最小公倍數(shù)是2，再根據(jù)原子守恒得：4CuO+2Al₂O₃=4CuAlO₂+O₂↑；
故答案為：4；2；4；O₂↑；
（4）由關(guān)系式：Cu～CuAlO₂得n（CuAlO₂）=$\frac{5000g×63.5%}{64g/mol}$=50.0mol，則CuAlO₂為50.0mol，
由關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂得Al₂（SO₄）₃=n（CuAlO₂）×$\frac{1}{2}$=25.0mol，所以需要體積為$\frac{25mol}{1mol/L}$
=25.0L；
故答案為：50；25；
（5）由CuSO₄溶液獲得CuSO₄•5H₂O晶體，需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶（或結(jié)晶），過(guò)濾等操作；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)流程所給信息，結(jié)合質(zhì)量守恒定律完成該題，難度中等．