Question

17．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，該氣體變色的化學(xué)方程式為2NO+O₂=2NO₂．
（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）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（Cu 的相對原子量取63.5），至少需要1.0mol•L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液25.0L．

Answer 1

分析 由工藝流程圖可知，廢料在空氣中熔煉時，Cu被氧化，濾渣中含有CuO及少量Ag，向濾渣中加入硫酸進行酸浸，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；向濾液中加入硫酸鋁、氫氧化鈉，得到氫氧化鋁、氫氧化銅，灼燒中會得到CuO、Al₂O₃，二者反應(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；
（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）根據(jù)銅元素守恒建立關(guān)系式：Cu～CuAlO₂來計算；根據(jù)鋁元素守恒建立關(guān)系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂來計算．

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，紅棕色氣體溶于水生成硝酸和一氧化氮，故答案為：2NO+O₂=2NO₂；
（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）由關(guān)系式：Cu～CuAlO₂得n（CuAlO₂）=$\frac{5000g×64%}{64g/mol}$=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 $\frac{25.0L}{1.0mol/L}$=25.0L，
故答案為：50.0，25.0．

點評 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)計算，難度中等．