Question

中航工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為中國航空事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)，先后研制了殲5、殲教5、殲7、殲教7、殲10、梟龍等殲擊機(jī)和教練機(jī)．銀銅合金廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)．從切割廢料中回收銀并制備銅的化工產(chǎn)品工藝如下：

（注：Al（OH）₃和Cu（OH）₂開始分解的溫度分別為450℃和80℃）
（1）電解精煉銀時，陰極電極反應(yīng)式為

 

；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，將紅棕色氣體溶于水的化學(xué)方程式為

 

．
（2）固體混合物B的組成為

 

；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）配平煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

CuO+

 

Al₂O₃ 

高溫  .

 

Cu AlO₂+

 

↑
（4）CuSO₄溶液也可用于制備膽礬，其基本操作是

 

、過濾、洗滌和干燥．
（5）若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64.0%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為CuAlO₂，至少需要
1.0mol?L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液

 

L．

Answer 1

考點：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù),氧化還原反應(yīng)方程式的配平,電解原理

專題：電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)電解原理分析判斷；無色的NO在常溫下與空氣中的O₂迅速化合生成紅棕色N0₂，紅棕色氣體溶于水生成硝酸和一氧化氮；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）₂和Al（OH）₃，根據(jù)Al（OH）₃和Cu（OH）₂開始分解的溫度分別為450℃和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)化合價升降總數(shù)相等以及原子守恒來配平；
（4）根據(jù)銅元素守恒建立關(guān)系式：Cu～CuAlO₂來計算；根據(jù)鋁元素守恒建立關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂來計算；
（5）根據(jù)可溶性溶質(zhì)從溶液中析出晶體的方法．

解答： 解：（1）電鍍法精煉銀時，粗銀為陽極，精銀為陰極，陽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，紅棕色氣體溶于水生成硝酸和一氧化氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）₂和Al（OH）₃，Al（OH）₃和Cu（OH）₂開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，反應(yīng)后為+1，化合價降低1，Al化合價沒有變化，所以氧元素的化合價升高，生成氧氣，反應(yīng)前氧為-2價，反應(yīng)后為0，化合價升高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CuSO₄溶液獲得CuSO₄?5H₂O晶體，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶（或結(jié)晶），過濾等操作，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（5）由關(guān)系式：Cu～CuAlO₂得n（CuAlO₂）=

5000g×64%

64g/mol

=50.0mol，則CuAlO₂為50.0mol，
由關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂得Al₂（SO₄）₃=n（CuAlO₂）×

1

2

=25.0mol，所以需要體積為

25.0mol

1.0mol/L

=25.0L，
故答案為：25.0．

點評：本題以從廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品為背景，考查了電解原理、沉淀的判斷、氧化還原反應(yīng)的配平以及化學(xué)計算，難度中等．