Question

8．银铜合金广泛用于航空工业．从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

[注：Al（OH）₃和Cu（OH）₂ 开始分解的温度分别为450℃和80℃]
（1）固体混合物B的组成为Al（OH）₃和CuO；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Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：4CuO+4Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CuAlO₂+6H₂O+O₂↑．
（3）若银铜合金中铜的质量分数为64%，理论上5.0kg废料中铜可完全转化为CuAlO₂，至少需要1.0mol/LAl₂（SO₄）₃溶液25L．

Answer 1

分析 银铜合金在空气中熔炼，渣料中含有氧化铜和少量银，加入稀硫酸，过滤后得到硫酸铜溶液，在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液，煮沸、过滤得到Al（OH）₃和CuO，煅烧可得到CuAlO₂，滤渣A含有Ag，粗银电解时，粗银为阳极，在阴极上得到银，可得到提纯的目的，
（1）在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液，发生CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄； Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄； 100度煮沸时发生Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O，Al（OH）₃不分解，氢氧化铝能被过量的强碱溶解产生容易溶解于水的偏铝酸盐；
（2）固体B为Al（OH）₃和CuO，煅烧生成CuAlO₂，结合质量守恒定律解答；
（6）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，n（Cu）=m÷M=3200g÷64g/mol=50mol，由于在CuAlO₂中Cu、Al个数比为1：1，结合质量守恒计算．

解答 解：银铜合金在空气中熔炼，渣料中含有氧化铜和少量银，加入稀硫酸，过滤后得到硫酸铜溶液，在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液，煮沸、过滤得到Al（OH）₃和CuO，煅烧可得到CuAlO₂，滤渣A含有Ag，粗银电解时，粗银为阳极，在阴极上得到银，可得到提纯的目的，
（1）在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液，煮沸，发生的反应为：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄； Al₂（SO₄）₃+6NaOH=2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄； 100度煮沸时氢氧化铜发生分解反应：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O，Al（OH）₃不分解．所以得到的固体混合物B是Al（OH）₃和CuO．氢氧化铝能被过量的强碱溶解产生容易溶解于水的偏铝酸盐，NaOH过量引起的反应的离子方程式Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃和CuO；Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2）固体B为Al（OH）₃和CuO，煅烧生成CuAlO₂，反应的化学方程式为4CuO+4Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CuAlO₂+6H₂O+O₂↑，
故答案为：4CuO+4Al（OH）₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4CuAlO₂+6H₂O+O₂↑；
（6）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，
n（Cu）=m÷M=3200g÷64g/mol=50mol，
由于在CuAlO₂中Cu、Al个数比为1：1，
所以根据原子守恒可得：n[Al₂（SO₄）₃]=$\frac{1}{2}$n（Al）=$\frac{1}{2}$ n（Cu）=25mol，
n=$\frac{25mol}{1mol/L}$=25L，
故答案为：25．

点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算和实验能力的考查，注意把握物质的性质以及实验流程所给信息，结合质量守恒定律完成该题，难度中等．