Question

中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司为中国航空事业做出了巨大贡献，先后研制了歼5、歼教5、歼7、歼教7、歼10、枭龙等歼击机和教练机．银铜合金广泛应用于航空工业．从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下：

（注：Al（OH）₃和Cu（OH）₂开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极电极反应式为

 

；滤渣A与稀HNO₃反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，将红棕色气体溶于水的化学方程式为

 

．
（2）固体混合物B的组成为

 

；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为

 

．
（3）配平煅烧过程中一个反应的化学方程式：

 

CuO+

 

Al₂O₃ 

高温  .

 

Cu AlO₂+

 

↑
（4）CuSO₄溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是

 

、过滤、洗涤和干燥．
（5）若银铜合金中铜的质量分数为64.0%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO₂，至少需要
1.0mol?L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液

 

L．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护,氧化还原反应方程式的配平,电解原理

专题：电化学专题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）根据电解原理分析判断；无色的NO在常温下与空气中的O₂迅速化合生成红棕色N0₂，红棕色气体溶于水生成硝酸和一氧化氮；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）₂和Al（OH）₃，根据Al（OH）₃和Cu（OH）₂开始分解的温度分别为450℃和80℃判断产物；根据氢氧化铝显两性能与碱反应；
（3）根据化合价升降总数相等以及原子守恒来配平；
（4）根据铜元素守恒建立关系式：Cu～CuAlO₂来计算；根据铝元素守恒建立关系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂来计算；
（5）根据可溶性溶质从溶液中析出晶体的方法．

解答： 解：（1）电镀法精炼银时，粗银为阳极，精银为阴极，阳极上失电子变成离子进入溶液了：Ag-e^-=Ag⁺，阴极银离子得到电子形成单质银：Ag⁺+e^-=Ag；无色的NO在常温下与空气中的O₂迅速化合生成红棕色N0₂：2NO+O₂=2NO₂，红棕色气体溶于水生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
故答案为：Ag⁺+e^-=Ag；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）₂和Al（OH）₃，Al（OH）₃和Cu（OH）₂开始分解的温度分别为450℃和80℃，煮沸后Cu（OH）₂分解产生氧化铜，可知B为Al（OH）₃和CuO；氢氧化铝显两性能与碱反应：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
故答案为：Al（OH）₃和CuO；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）反应前Cu为+2价，反应后为+1，化合价降低1，Al化合价没有变化，所以氧元素的化合价升高，生成氧气，反应前氧为-2价，反应后为0，化合价升高2，两者的最小公倍数是2，再根据原子守恒得：4CuO+2Al₂O₃=4CuAlO₂+O₂↑，故答案为：4；2；4；O₂；
（4）由CuSO₄溶液获得CuSO₄?5H₂O晶体，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶（或结晶），过滤等操作，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；
（5）由关系式：Cu～CuAlO₂得n（CuAlO₂）=

5000g×64%

64g/mol

=50.0mol，则CuAlO₂为50.0mol，
由关系式：Al₂（SO₄）₃～2CuAlO₂得Al₂（SO₄）₃=n（CuAlO₂）×

1

2

=25.0mol，所以需要体积为

25.0mol

1.0mol/L

=25.0L，
故答案为：25.0．

点评：本题以从废料中回收银并制备铜化工产品为背景，考查了电解原理、沉淀的判断、氧化还原反应的配平以及化学计算，难度中等．