Question

12．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）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，該氣體變色及變色后氣體發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為2NO+O₂=2NO₂、2NO₂?N₂O₄
（2）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
（3）完成煅燒過程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
4CuO+2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4CuAlO₂+O₂↑．
（4）若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為50.0mol CuAlO₂，至少需要1.0mol•L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液25.0L．
（5）向銅銀合金中加入少量稀硝酸，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+4H₂O+3Cu²⁺．

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CuAlO₂，二者反應(yīng)得到CuAlO₂，
（1）無色的NO在常溫下與空氣中的O₂迅速化合生成紅棕色N0₂，N0₂與可以轉(zhuǎn)化成四氧化二氮；
（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）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，配平完成方程式；
（4）根據(jù)銅元素守恒建立關(guān)系式：Cu～CuAlO₂來計(jì)算；根據(jù)鋁元素守恒建立關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂來計(jì)算；
（5）向銅銀合金中加入少量稀硝酸，銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水；

解答 解：（1）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，N0₂與可以轉(zhuǎn)化成四氧化二氮，反應(yīng)方程式為：2NO₂?N₂O₄，
故答案為：2NO+O₂=2NO₂；2NO₂?N₂O₄；
（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）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，反應(yīng)前Cu為+2價(jià)，反應(yīng)后為+1，化合價(jià)降低1，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；4CuAlO₂；O₂；
（4）由關(guān)系式：Cu～CuAlO₂得n（CuAlO₂）=$\frac{5000g×63.5%}{64g/mol}$=50.0mol，則CuAlO₂為50.0mol，
由關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂得Al₂（SO₄）₃=n（CuAlO₂）×$\frac{1}{2}$=25.0mol，所以需要體積為$\frac{25.0mol}{1.0mol•L{\;}^{-1}}$=25.0L，
故答案為：50.0；25.0；
（5）向銅銀合金中加入少量稀硝酸，銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+4H₂O+3Cu²⁺，
故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+4H₂O+3Cu²⁺．

點(diǎn)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(jì)算，難度不大．