Question

10．銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)．從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(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（�。�=3AgNO₃+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，慢慢注入蒸餾水直到淹沒(méi)固體，靜置使其全部濾出，重復(fù)2～3次．
（3）完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
4CuO+2 Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+O₂↑．
（4）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 Ag、Cu合金廢料在空氣中熔煉得到Ag熔體，Ag熔體冷凝成型得到粗Ag，粗Ag電解精煉得到Ag；
渣料中含有少量Ag和CuO，向渣料中加入稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，過(guò)濾得到濾渣A為Ag，濾液中含有CuSO₄；Al（OH）₃和Cu（OH）₂開(kāi)始分解的溫度分別為450℃和80℃，向硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和NaOH溶液，得到Al（OH）₃和Cu（OH）₂，煮沸過(guò)程中氫氧化銅分解生成CuO，然后過(guò)濾得到固體B為Al（OH）₃和CuO，固體B在惰性氣體氛圍中煅燒得到CuAlO₂，
（1）電解精煉銀時(shí)，電解質(zhì)溶液可選用可溶性的銀鹽溶液；Ag和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、NO和水；
（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)，洗滌操作為將固體置于漏斗中，慢慢注入蒸餾水直到淹沒(méi)固體，靜置使其全部濾出，重復(fù)2～3次；
（3）該反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?1價(jià)，則CuO作氧化劑，還需要還原劑，失電子，只有O元素失電子，生成氧氣，O元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及原子守恒配平方程式；
（4）根據(jù)Cu原子守恒計(jì)算消耗合金的質(zhì)量．

解答 解：Ag、Cu合金廢料在空氣中熔煉得到Ag熔體，Ag熔體冷凝成型得到粗Ag，粗Ag電解精煉得到Ag；渣料中含有少量Ag和CuO，向渣料中加入稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，過(guò)濾得到濾渣A為Ag，濾液中含有CuSO₄；Al（OH）₃和Cu（OH）₂開(kāi)始分解的溫度分別為450℃和80℃，向硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和NaOH溶液，得到Al（OH）₃和Cu（OH）₂，煮沸過(guò)程中氫氧化銅分解生成CuO，然后過(guò)濾得到固體B為Al（OH）₃和CuO，固體B在惰性氣體氛圍中煅燒得到CuAlO₂，
（1）電解精煉銀時(shí)，電解質(zhì)溶液可選用可溶性的銀鹽溶液，如AgNO₃；Ag和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、NO和水，反應(yīng)方程式為3Ag+4HNO₃（�。�=3AgNO₃+NO↑+2H₂O，
故答案為：AgNO₃；3Ag+4HNO₃（�。�=3AgNO₃+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)，洗滌操作為將固體置于漏斗中，慢慢注入蒸餾水直到淹沒(méi)固體，靜置使其全部濾出，重復(fù)2～3次，
故答案為：Al（OH）₃和CuO；將固體置于漏斗中，慢慢注入蒸餾水直到淹沒(méi)固體，靜置使其全部濾出，重復(fù)2～3次；
（3）該反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)?1價(jià)，則CuO作氧化劑，還需要還原劑，失電子，只有O元素失電子，生成氧氣，O元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒及原子守恒配平方程式為4CuO+2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+O₂↑，
故答案為：4；2；4；O₂；
（4）根據(jù)Cu原子守恒得關(guān)系式CuAlO₂----Cu，
設(shè)理論上生產(chǎn)6.15kgCuAlO₂需要含銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%的銀銅合金廢料質(zhì)量為x，
CuAlO₂----Cu
123          64
6.15kg      64%x
123：64=6.15kg：64%x
x=$\frac{6.15kg×64}{123×64%}$=5kg，
故答案為：5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純及物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，明確流程圖中發(fā)生的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)分離和提純方法是解本題關(guān)鍵，易錯(cuò)點(diǎn)是（2）題洗滌操作中化學(xué)用語(yǔ)的正確運(yùn)用，題目難度不大．