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),陰極反應(yīng)式為            ;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,該氣體變色的化學(xué)方程式為                      。

(2)固體混合物B的組成為       ;在生成固體B的過(guò)程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為                。

(3)完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式: CuO+  Al2O3  CuAlO2 +  ↑。

(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    mol CuAlO2,至少需要1.0mol?L—1的Al2(SO4)3溶液       L。

(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是          、過(guò)濾、洗滌和干燥。

 

【答案】

(1)Ag++e==Ag(1分)    2NO+O2==2NO2(2分)

(2)Al(OH)3和CuO(2分)    Al(OH)3+OH==AlO2+2H2O(2分)

(3)4  2  4  O2↑(2分)

(4)50(2分)    25(2分)

(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(2分)

【解析】

(1)電解精煉銅時(shí),純銅作陰極,粗銅作陽(yáng)極,硫酸銅溶液作電解液,電解精煉銀與此類似,則純銀作陰極,粗銀作陽(yáng)極,硝酸銀溶液作電解液,陽(yáng)極主要反應(yīng)式為Ag—e=Ag+,陰極反應(yīng)式為Ag++e=Ag;銀是金屬活動(dòng)順序表中氫后金屬,不溶于稀硫酸,因?yàn)橄×蛩崾欠茄趸运幔瑒t濾渣A的主要成分是Ag,稀硝酸是氧化性酸,能溶解銀、產(chǎn)生無(wú)色氣體,即3Ag+4HNO3(稀) =3AgNO3+NO↑+2H2O,無(wú)色的一氧化氮?dú)怏w在空氣迅速被氧化為紅棕色的二氧化氮?dú)怏w,即2NO+O2=2NO2

(2)CuAlO2中氧為—2價(jià),鋁為+3價(jià),則銅為+1價(jià),因此其化學(xué)式也可以寫(xiě)為Cu2O?Al2O3,相當(dāng)于氧化亞銅和氧化鋁按物質(zhì)的量之比為1∶1熔合在一起,由此逆推,固體B的主要成分是物質(zhì)的量之比為1∶1的Al(OH)3和CuO,因?yàn)镃u(OH)2開(kāi)始分解的溫度為80℃,水的沸點(diǎn)大于80℃,則煮沸前后發(fā)生的反應(yīng)為Al3++3OH=Al(OH)3↓、Cu2++2OH==Cu(OH)2↓、Cu(OH)2CuO+H2O,Al(OH)3開(kāi)始分解的溫度為450℃,在惰性氣體中煅燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為2Al(OH)3 Al2O3+3H2O、4CuO 2Cu2O+O2↑;氫氧化鋁是兩性氫氧化物,NaOH是強(qiáng)堿,若強(qiáng)堿溶液過(guò)量,則過(guò)量的NaOH能溶解部分或全部氫氧化鋁,其離子方程式為Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,這必將導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量的減少;

(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特征推斷,銅元素由+2價(jià)降為+1價(jià),鋁元素化合價(jià)不變,由此推斷反應(yīng)前后升價(jià)元素一定是氧,且化合價(jià)由—2價(jià)升為相鄰的0價(jià),即缺少的生成物為氧氣;根據(jù)化合價(jià)升降法配平可得:4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑(或者根據(jù)設(shè)1法配平,先設(shè)反應(yīng)物中氧化鋁的系數(shù)為1,根據(jù)鋁守恒可得生成物CuAlO2的系數(shù)為2,根據(jù)銅守恒可得反應(yīng)物CuO的系數(shù)為2,根據(jù)氧守恒可得氧氣的系數(shù)為1/2,即2CuO+1Al2O32CuAlO2+1/2O2↑,系數(shù)加倍后即可得到4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑);

(4)5.0kg=5.0×103g,銀銅合金廢料中銅的質(zhì)量為5.0×103g×63.5%,銅元素的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5,由m/M=n可求銅的物質(zhì)的量為5.0×103g×63.5%÷63.5g/mol=50mol,根據(jù)銅守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式:Cu~CuAlO2,其中CuAlO2與Cu的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,則銅完全轉(zhuǎn)化可以變?yōu)?0mol CuAlO2;根據(jù)鋁守恒可得轉(zhuǎn)化關(guān)系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2,其中Al2(SO4)3與CuAlO2的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,則至少需要25mol Al2(SO4)3;由V=n/c可求至少需要硫酸鋁溶液的體積為25mol÷1.0mol/L=25L;

(5)膽礬的化學(xué)式為CuSO4?5H2O,是硫酸銅溶液結(jié)晶析出的結(jié)晶水化合物,根據(jù)混合物分離和提純的方法推斷,從硫酸銅溶液中得到膽礬的基本操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥。

【考點(diǎn)定位】本題以從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝為背景,結(jié)合給出的工藝流程圖進(jìn)行設(shè)問(wèn),主要考查了考生對(duì)常見(jiàn)金屬、非金屬元素及其化合物的主要性質(zhì)的掌握,對(duì)常見(jiàn)化學(xué)方程式和離子方程式的書(shū)寫(xiě),對(duì)電解池的組成和電解過(guò)程的理解,以及對(duì)工藝流程圖的解讀和所提供數(shù)據(jù)的應(yīng)用等,并以此達(dá)到考查考生應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決化學(xué)問(wèn)題的能力;通過(guò)設(shè)計(jì)的工藝流程圖設(shè)問(wèn),著重考查考生對(duì)Ag、Cu、Al、N等元素的相關(guān)化合物性質(zhì)的掌握程度;考查考生對(duì)物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度等概念的了解;考查考生對(duì)質(zhì)量守恒定律的了解;考查考生根據(jù)物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度之間的相互關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計(jì)算的能力;考查考生對(duì)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等基本實(shí)驗(yàn)操作的掌握。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2013?廣東)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),陰極反應(yīng)式為
Ag++e-=Ag
Ag++e-=Ag
;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,該氣體變色的化學(xué)方程式為
2NO+O2=2NO2
2NO+O2=2NO2

(2)固體混合物B的組成為
Al(OH)3和CuO
Al(OH)3和CuO
;在生成固體B的過(guò)程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

(3)完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
4
4
CuO+
2
2
Al2O3
 高溫 
.
 
4
4
CuAlO2+
O2
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
50.0
50.0
mol CuAlO2,至少需要1.0mol?L-1的Al2(SO43溶液
25.0
25.0
L.
(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
、過(guò)濾、洗滌和干燥.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

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)品的工藝如圖:精英家教網(wǎng)
(1)電解精練銀時(shí),陰極反應(yīng)式為
 
;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,該紅棕色氣體與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(2)固體混合物B的組成為
 
;在生成固體B的過(guò)程中,必須控制NaOH的加入量,若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為
 

(3)煅燒過(guò)程中生成的氧化產(chǎn)物與NH3在催化劑條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
這個(gè)反應(yīng)中會(huì)有白煙產(chǎn)生,該白煙為
 

(4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%,理論上3.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為
 
mol CuAlO2,至少需要1.0mol?L-1的Al2(SO43溶液
 
L.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

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),陰極反應(yīng)式為   ;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,該氣體變色的化學(xué)方程式為                  

(2)固體混合物B的組成為             ;在生成固體B的過(guò)程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為                。

(3)完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式: CuO +  Al2O3      CuAlO2 +  

(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  mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液    L。

(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是           、過(guò)濾、洗滌和干燥。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試化學(xué)(廣東卷帶解析) 題型:填空題

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),陰極反應(yīng)式為            ;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,該氣體變色的化學(xué)方程式為                      。
(2)固體混合物B的組成為       ;在生成固體B的過(guò)程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為                。
(3)完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式: CuO+  Al2O3  CuAlO2 +  ↑。
(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    mol CuAlO2,至少需要1.0mol?L—1的Al2(SO4)3溶液       L。
(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是          、過(guò)濾、洗滌和干燥。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2014屆河南省原名校聯(lián)盟高三上學(xué)期第一次摸底考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

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)品的工藝如下圖:

(1)電解精練銀時(shí),陰極反應(yīng)式為_(kāi)______________;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,該紅棕色氣體與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________。

(2)固體混合物B的組成為_(kāi)____________;在生成固體B的過(guò)程中,必須控制NaOH的加入量,若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________。

(3)煅燒過(guò)程中生成的氧化產(chǎn)物與NH3在催化劑條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。這個(gè)反應(yīng)中會(huì)有白煙產(chǎn)生,該白煙為_(kāi)_____________。

(4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%,理論上3.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________molCuAlO2,至少需要1.0 mol·L1的Al2(SO4)3溶液___________L。

 

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