Question

11．銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收并制備鋼化工產(chǎn)品的工藝如下：
（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)，電解質(zhì)溶液可選用AgNO₃；濾渣A與稀HNO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Ag+4HNO₃（�。┄T3AgNO₃+NO↑+2H₂O．
（2）固體混合物B的組成為Al（OH）₃和CuO；過(guò)濾得到固體B時(shí)，實(shí)驗(yàn)室如何進(jìn)行洗滌操作？將固體置于漏斗中，沿玻璃棒向過(guò)濾器中慢慢加蒸餾水，至完全淹沒(méi)沉淀，靜置待液體全部流下，再重復(fù)此操作2～3次至洗滌干凈
（3）在第一步過(guò)濾所得的CuSO₃溶液中含有過(guò)量的硫酸，若要該溶液來(lái)檢測(cè)糖尿病，需要對(duì)溶液進(jìn)行哪些處理溶液中加過(guò)量氫氧化鈉，生成偏堿性的氫氧化銅懸濁液，檢測(cè)糖尿病時(shí)發(fā)生的反應(yīng)方程CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{水浴}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COONa+Cu₂O↓+3H₂O或CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{水浴}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COOH+Cu₂O↓+2H₂O
（4）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↑．
（5）理論上生產(chǎn)6.15kgCuAlO₂需要含銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的銀銅合金廢料5kg．

Answer 1

分析 （1）電解精煉銀時(shí)，所選的電解質(zhì)是含有銀離子的鹽溶液；濾渣A為銀，和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、一氧化氮和水，根據(jù)反應(yīng)物、生成物來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式；
（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(kāi)始分解的溫度分別為450℃和80℃判斷產(chǎn)物；沉淀的洗滌方法：沿玻璃棒向過(guò)濾器中加蒸餾水，至完全淹沒(méi)沉淀，靜置待液體全部流下，再重復(fù)此操作2～3次至洗滌干凈；
（3）過(guò)量的硫酸能和檢驗(yàn)醛基的氫氧化銅發(fā)生中和反應(yīng)，所以需在堿性條件下進(jìn)行，加堿生成偏堿性的氫氧化銅懸濁液，葡萄糖為五羥基醛和新制Cu（OH）₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成葡萄糖酸或其鹽和磚紅色的氧化亞銅；
（4）根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及原子守恒來(lái)配平；
（5）根據(jù)銅元素守恒建立關(guān)系式：Cu～CuAlO₂來(lái)計(jì)算．

解答 解：（1）電解精煉銀時(shí)，所選的電解質(zhì)是含有銀離子的鹽溶液，可選用硝酸銀溶液；濾渣A為銀，和稀硝酸反應(yīng)：3Ag+4HNO₃（�。┄T3AgNO₃+NO↑+2H₂O，
故答案為：AgNO₃；3Ag+4HNO₃（�。┄T3AgNO₃+NO↑+2H₂O；
（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，過(guò)濾得到固體B時(shí)，進(jìn)行沉淀的洗滌，方法為：將固體置于漏斗中，沿玻璃棒向過(guò)濾器中慢慢加蒸餾水，至完全淹沒(méi)沉淀，靜置待液體全部流下，再重復(fù)此操作2～3次至洗滌干凈，
故答案為：Al（OH）₃和CuO；將固體置于漏斗中，沿玻璃棒向過(guò)濾器中慢慢加蒸餾水，至完全淹沒(méi)沉淀，靜置待液體全部流下，再重復(fù)此操作2～3次至洗滌干凈；
（3）過(guò)量的硫酸能和檢驗(yàn)醛基的氫氧化銅發(fā)生中和反應(yīng)，所以需在堿性條件下進(jìn)行，加堿2NaOH+CuSO₄═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，葡萄糖與新制Cu（OH）₂懸濁液共熱，方程式為：CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$$\stackrel{水浴}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COONa+Cu₂O↓+3H₂O或CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{水浴}{→}$$\stackrel{△}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COOH+Cu₂O↓+2H₂O；
故答案為：液中加過(guò)量氫氧化鈉，生成偏堿性的氫氧化銅懸濁液；CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$$\stackrel{水浴}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COONa+Cu₂O↓+3H₂O或CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$$\stackrel{水浴}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COOH+Cu₂O↓+2H₂O；
（4）反應(yīng)前Cu為+2價(jià)，反應(yīng)后為+1，化合價(jià)降低1，Al化合價(jià)沒(méi)有變化，所以氧元素的化合價(jià)升高，生成氧氣，反應(yīng)前氧為-2價(jià)，反應(yīng)后為0，化合價(jià)升高2，兩者的最小公倍數(shù)是2，再根據(jù)原子守恒得：4CuO+2Al₂O₃=4CuAlO₂+O₂↑，
故答案為：4；2；4；O₂；
（5）設(shè)含銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的銀銅合金廢料的質(zhì)量為x，由關(guān)系式：Cu～CuAlO₂得$\frac{x×64%}{64}$=$\frac{6.15}{123}$，解得x=5，故答案為：5．

點(diǎn)評(píng) 本題以銀銅合金制備鋼化工產(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(jì)算，題目難度中等．