Question

銀銅合金廣泛應(yīng)用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅的化工產(chǎn)品CuAlO₂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）銅的核外電子排布式為                .
（2）電解精煉銀時，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                    .
（3)固體混合物B的組成為               ；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，最后將得不到CuAlO_{2 ，}寫出因NaOH過量引起的反應(yīng)的離子方程式                      .
（4）若將上述流程圖中加入的稀NaOH溶液改為加入過量的氨水（其它均不變），則濾液中的陽離子有                     .
（5）完成上述煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：
  CuO ＋    Al₂O₃     Cu AlO₂  ＋        （系數(shù)1也要寫）.
（6）若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為CuAlO₂，至少需要1.0mol·L^－1的Al₂(SO₄)₃溶液      L .

Answer 1

（1）1s²s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或［Ar］3d¹⁰4s¹ （2）Ag^＋＋e^－＝Ag    2NO＋O₂＝2NO₂
（3）Al(OH)₃和CuO     Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^—＋2H₂O（4）［Cu（NH₃）₄］²⁺、NH₄^+、、H⁺、Na⁺。（5）4  2 =4     1 O₂↑ （6）25.0

試題分析：（1）Cu是29號元素，其核外電子排布式為1s²s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或［Ar］3d¹⁰4s¹（2）電解精煉金屬時，粗金屬作陽極，精金屬作陰極。陽極反應(yīng)氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。所以電解精煉銀時，陰極精銀上的反應(yīng)式為Ag^＋＋e^－＝Ag。濾渣A與稀HNO₃反應(yīng)，產(chǎn)生的無色氣體是NO，它遇空氣迅速變?yōu)榧t棕色的NO₂，該氣體變色的化學(xué)方程式為2NO＋O₂＝2NO_2。（3）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)₂CuO+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。 (4)氫氧化鋁只能被強(qiáng)堿溶解而不能溶解在氨水中。若將上述流程圖中加入的稀NaOH溶液改為加入過量的氨水（其它均不變），Cu²⁺與NH₃結(jié)合形成［Cu（NH₃）₄］²⁺，就不再產(chǎn)生氫氧化銅沉淀，鋁以氫氧化鋁的形式存在固體沉淀中。則濾液中含有的陽離子有［Cu（NH₃）₄］²⁺、NH₄^+、、H⁺、Na⁺。（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律及電子守恒可知個物質(zhì)的系數(shù)及缺少的物質(zhì)的化學(xué)式是：4  2 == 4  1 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]="1/2n(Al)=" 1/2 n(Cu)="25mol." n=C·V.故V=n/C=25mol÷1mol/L=25L.