Question

13．在航天航空工業(yè)上銀銅合金有許多用途．以廢舊航天器為原料回收銀并制備含銅化工產(chǎn)品的工藝流程如圖所示．

回答下列問(wèn)題：
（1）銀銅合金在空氣中熔煉的氧化產(chǎn)物是CuO（填化學(xué)式，下同）．
（2）濾渣A的主要成分是Ag；等物質(zhì)的量的Al（OH）₃與Cu（OH）₂在惰性氣體中煅燒時(shí)，除了生成
CuAlO₂外，還會(huì)生成H₂O和O₂．
（3）向CuSO₃溶液中加入Al₂（SO₄）₃和NaOH稀溶液，其中NaOH稀溶液的作用是使鋁離子和銅離子沉淀完全．
（4）電解法精煉銀中所用的電解質(zhì)溶液應(yīng)為AgNO₃溶液，陽(yáng)極材料是粗銀．
（5）若產(chǎn)品CuAlO₂能溶于濃硝酸，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuAlO₂+6HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+Al（NO₃）₃+NO₂↑+3H₂O．若有1 mol CuAlO₂參與反應(yīng)，生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）小于22.4L，其原因可能是二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮、生成了一氧化氮（寫(xiě)兩條，不考慮與水的反應(yīng)）．

Answer 1

分析 由工藝流程圖可知，廢料在空氣中熔煉時(shí)，Cu被氧化，濾渣中含有CuO及少量Ag，向?yàn)V渣中加入硫酸進(jìn)行酸浸，CuO與硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到硫酸銅溶液（含有硫酸），濾渣A為Ag；向?yàn)V液中加入硫酸鋁、氫氧化鈉，得到氫氧化鋁、氫氧化銅，灼燒中會(huì)得到CuO、Al₂O₃，二者反應(yīng)得到CuAlO₂，銀熔體冷卻成型得到粗銀，通過(guò)電解精煉得到銀，
（1）廢料在空氣中熔煉時(shí)，Cu被氧化，濾渣中含有CuO及少量Ag，元素化合價(jià)升高的被氧化得到氧化產(chǎn)物；
（2）向?yàn)V渣中加入硫酸進(jìn)行酸浸，CuO與硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到硫酸銅溶液（含有硫酸），濾渣A為Ag；由上述分析可知，CuO、Al₂O₃反應(yīng)得到CuAlO₂，由電荷守恒可知，O元素化合價(jià)升高，有氧氣生成；
（3）向CuSO₄溶液中加入Al₂（SO₄）₃和NaOH稀溶液，其中NaOH稀溶液的作用是沉淀鋁離子和銅離子；
（4）電解精煉銀的原理是利用電解池中粗銀做陽(yáng)極，精銀作陰極，含銀離子的電解質(zhì)溶液做電解質(zhì)溶液；
（5）若產(chǎn)品CuAlO₂能溶于濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞銅離子被氧化為銅離子，硝酸鋇還原為二氧化氮，結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，若有1 mol CuAlO₂參與反應(yīng)，生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）小于22.4L，可能是二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，或生成一氧化氮?dú)怏w；

解答 解：由工藝流程圖可知，廢料在空氣中熔煉時(shí)，Cu被氧化，濾渣中含有CuO及少量Ag，向?yàn)V渣中加入硫酸進(jìn)行酸浸，CuO與硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到硫酸銅溶液（含有硫酸），濾渣A為Ag；向?yàn)V液中加入硫酸鋁、氫氧化鈉，得到氫氧化鋁、氫氧化銅，灼燒中會(huì)得到CuO、Al₂O₃，二者反應(yīng)得到CuAlO₂，銀熔體冷卻成型得到粗銀，通過(guò)電解精煉得到銀，
（1）廢料在空氣中熔煉時(shí)，Cu被氧化，濾渣中含有CuO及少量Ag，元素化合價(jià)升高的被氧化得到氧化產(chǎn)物CuO，
故答案為：CuO；
（2）向?yàn)V渣中加入硫酸進(jìn)行酸浸，CuO與硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到硫酸銅溶液（含有硫酸），濾渣A為Ag；等物質(zhì)的量的Al（OH）₃與Cu（OH）₂在惰性氣體中煅燒時(shí)生成氧化銅、氧化鋁，依據(jù)生成產(chǎn)物有CuAlO₂，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：Ag；O₂；
（3）向CuSO₄溶液中加入Al₂（SO₄）₃和NaOH稀溶液，其中NaOH稀溶液的作用是沉淀鋁離子和銅離子生成氫氧化鋁和氫氧化銅沉淀，
故答案為：使鋁離子和銅離子沉淀完全；
（4）電解精煉銀的原理是利用電解池中粗銀做陽(yáng)極，精銀作陰極，含銀離子的電解質(zhì)溶液做電解質(zhì)溶液，選擇硝酸銀溶液做電解質(zhì)溶液，
故答案為：AgNO₃溶液；粗銀；
（5）若產(chǎn)品CuAlO₂能溶于濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞銅離子被氧化為銅離子，硝酸鋇還原為二氧化氮，結(jié)合電子守恒、原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為：CuAlO₂+6HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+Al（NO₃）₃+NO₂↑+3H₂O，可能是生成的二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，隨硝酸濃度減小變稀后會(huì)生成一氧化氮都可能導(dǎo)致生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）小于22.4L，
故答案為：CuAlO₂+6HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+Al（NO₃）₃+NO₂↑+3H₂O；二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮；生成了一氧化氮；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離提純的過(guò)程分析，主要是物質(zhì)性質(zhì)、電解原理、氧化還原反應(yīng)電子守恒、等知識(shí)點(diǎn)的理解應(yīng)用，題目難度中等．