Question

14．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图：

（注：Al（OH）₃和Cu（OH）₂受热易分解成对应的氧化物，且开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）写出渣料与稀硫酸反应的化学方程式：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．
（2）固体混合物A的组成为Al（OH）₃、CuO．
（3）操作A的名称为过滤．
（4）若银铜合金中铜的质量分数为64%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为50mol CuAlO₂，至少需要1.0mol•L^-1的Al₂（SO₄）₃溶液25 L．
（5）CuSO₄溶液也可用于制备胆矾晶体，其基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥．

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）渣料含有CuO，与稀硫酸反应生成硫酸铜和水；
（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；
（3）操作A用于分离固体和液体；
（4）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，在CuAlO₂中Cu、Al个数比为1：1，以此计算该题；
（5）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，洗涤和低温干燥等操作．

解答 解：（1）渣料含有CuO，与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，故答案为：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；
（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A为Al（OH）₃和CuO，故答案为：Al（OH）₃；CuO；
（3）操作A用于分离固体和液体，为过滤操作，故答案为：过滤；
（4）m（Cu）=64%×5.0kg=3.2Kg=3200g，
n（Cu）=m÷M=3200g÷64g/mol=50mol，
则理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为50mol CuAlO₂，
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：50；25；
（5）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，洗涤和低温干燥等操作，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．

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．