Question

5．p型透明导电化合物CuAlO₂具有良好的热电性能，在热电转换领域具有广阔的应用前景．银铜合金广泛用于航空工业，以下为从航空切割废料中回收银并制备CuAlO₂的工艺流程．

【资料】Ⅰ．难溶性碱受热易分解为两种氧化物，Cu（OH）₂、Al（OH）₃完全分解的温度分别为80℃和450℃；
Ⅱ．CuAlO₂高温易分解、受热易氧化．银在空气中不易被氧化．
请回答下列问题：
（1）CuAlO₂中铜元素的化合价为+1，过滤后所得滤液A中的溶质为CuSO₄、H₂SO₄．
（2）煮沸过程中发生反应的化学方程式为Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O．
（3）固体B在煅烧时发生的其中一个反应方程式为4CuO+2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CuAlO₂+X↑，气体X的化学式为O₂．
（4）“煅烧”时温度须控制在1042-1085℃范围内且在氩气中进行，其原因是防止温度过高，CuAlO₂分解和氧化．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）CuAlO₂中由于氧元素为-2价，铝元素为+3价，所以根据化合物中化合价的代数和为零，可得铜元素的化合价为+1价．氧化铜渣料（含少量银）加入过量稀硫酸，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜，所以过滤得到的滤液A中的溶质为剩余的 H₂SO₄ 和生成的CuSO₄．
（2）煮沸前是硫酸铜、硫酸铝和剩余硫酸的混合物，加入过量稀氢氧化钠溶液，生成硫酸钠、沉淀氢氧化铜和氢氧化铝．根据信息提示“难溶性碱受热易分解为两种氧化物，Cu（OH）₂、Al（OH）₃完全分解的温度分别为80℃和450℃“，而煮沸过程中温度只有100℃，所以只有氢氧化铜分解，生成氧化铜和水，对应的化学方程式为 Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O．
（3）根据化学方程式4CuO+2Al₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CuAlO₂+X↑可知，反应前铜原子4个，氧原子10个，铝原子4个，而反应后现有铜原子4个，氧原子8个，铝原子4个，缺2个氧原子，是一个X气体分子，所以气体X的化学式为 O₂．
（4）信息提示中“CuAlO₂高温易分解“，所以“煅烧”时温度须控制在1042-1085℃范围内．信息提示中“CuAlO₂ 受热易氧化”，所以要在氩气中进行，避免CuAlO₂ 受热被氧化．
故答案为：
（1）+1； CuSO₄、H₂SO₄ （2）Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O    （3）O₂
（4）防止温度过高，CuAlO₂分解和氧化

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．