Question

8．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 開始分解的溫度分別為450℃和80℃]
（1）固體混合物B的組成為Al（OH）₃和CuO；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Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：4CuO+4Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+6H₂O+O₂↑．
（3）若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%，理論上5.0kg廢料中銅可完全轉(zhuǎn)化為CuAlO₂，至少需要1.0mol/LAl₂（SO₄）₃溶液25L．

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、過濾得到Al（OH）₃和CuO，煅燒可得到CuAlO₂，濾渣A含有Ag，粗銀電解時，粗銀為陽極，在陰極上得到銀，可得到提純的目的，
（1）在硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和稀氫氧化鈉溶液，發(fā)生CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄； Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄； 100度煮沸時發(fā)生Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O，Al（OH）₃不分解，氫氧化鋁能被過量的強(qiáng)堿溶解產(chǎn)生容易溶解于水的偏鋁酸鹽；
（2）固體B為Al（OH）₃和CuO，煅燒生成CuAlO₂，結(jié)合質(zhì)量守恒定律解答；
（6）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，n（Cu）=m÷M=3200g÷64g/mol=50mol，由于在CuAlO₂中Cu、Al個數(shù)比為1：1，結(jié)合質(zhì)量守恒計(jì)算．

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、過濾得到Al（OH）₃和CuO，煅燒可得到CuAlO₂，濾渣A含有Ag，粗銀電解時，粗銀為陽極，在陰極上得到銀，可得到提純的目的，
（1）在硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和稀氫氧化鈉溶液，煮沸，發(fā)生的反應(yīng)為：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄； Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄； 100度煮沸時氫氧化銅發(fā)生分解反應(yīng)：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O，Al（OH）₃不分解．所以得到的固體混合物B是Al（OH）₃和CuO．氫氧化鋁能被過量的強(qiáng)堿溶解產(chǎn)生容易溶解于水的偏鋁酸鹽，NaOH過量引起的反應(yīng)的離子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃和CuO；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）固體B為Al（OH）₃和CuO，煅燒生成CuAlO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuO+4Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+6H₂O+O₂↑，
故答案為：4CuO+4Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+6H₂O+O₂↑；
（6）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，
n（Cu）=m÷M=3200g÷64g/mol=50mol，
由于在CuAlO₂中Cu、Al個數(shù)比為1：1，
所以根據(jù)原子守恒可得：n[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{1}{2}$n（Al）=$\frac{1}{2}$ n（Cu）=25mol，
n=$\frac{25mol}{1mol/L}$=25L，
故答案為：25．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的制備，為高考常見題型，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．