Question

14．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品的工藝如圖：

（注：Al（OH）₃和Cu（OH）₂受熱易分解成對應的氧化物，且開始分解的溫度分別為450℃和80℃）
（1）寫出渣料與稀硫酸反應的化學方程式：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．
（2）固體混合物A的組成為Al（OH）₃、CuO．
（3）操作A的名稱為過濾．
（4）若銀銅合金中銅的質量分數為64%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉化為50mol CuAlO₂，至少需要1.0mol•L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液25 L．
（5）CuSO₄溶液也可用于制備膽礬晶體，其基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、干燥．

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）渣料含有CuO，與稀硫酸反應生成硫酸銅和水；
（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分解產生氧化銅；
（3）操作A用于分離固體和液體；
（4）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，在CuAlO₂中Cu、Al個數比為1：1，以此計算該題；
（5）由CuSO₄溶液獲得CuSO₄•5H₂O晶體，需要經過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶（或結晶），過濾，洗滌和低溫干燥等操作．

解答 解：（1）渣料含有CuO，與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式為CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，故答案為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
（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分解產生氧化銅，可知A為Al（OH）₃和CuO，故答案為：Al（OH）₃；CuO；
（3）操作A用于分離固體和液體，為過濾操作，故答案為：過濾；
（4）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，
n（Cu）=m÷M=3200g÷64g/mol=50mol，
則理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉化為50mol CuAlO₂，
由于在CuAlO₂中Cu、Al個數比為1：1，
所以根據原子守恒可得：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：50；25；
（5）由CuSO₄溶液獲得CuSO₄•5H₂O晶體，需要經過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶（或結晶），過濾，洗滌和低溫干燥等操作，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶．

點評 本題考查物質的制備，為高考常見題型，側重于學生的分析、計算和實驗能力的考查，注意把握物質的性質以及實驗流程所給信息，結合質量守恒定律完成該題，難度中等．