Question

13．在航天航空工业上银铜合金有许多用途．以废旧航天器为原料回收银并制备含铜化工产品的工艺流程如图所示．

回答下列问题：
（1）银铜合金在空气中熔炼的氧化产物是CuO（填化学式，下同）．
（2）滤渣A的主要成分是Ag；等物质的量的Al（OH）₃与Cu（OH）₂在惰性气体中煅烧时，除了生成
CuAlO₂外，还会生成H₂O和O₂．
（3）向CuSO₃溶液中加入Al₂（SO₄）₃和NaOH稀溶液，其中NaOH稀溶液的作用是使铝离子和铜离子沉淀完全．
（4）电解法精炼银中所用的电解质溶液应为AgNO₃溶液，阳极材料是粗银．
（5）若产品CuAlO₂能溶于浓硝酸，则反应的化学方程式为CuAlO₂+6HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+Al（NO₃）₃+NO₂↑+3H₂O．若有1 mol CuAlO₂参与反应，生成气体的体积（标准状况下）小于22.4L，其原因可能是二氧化氮转化为四氧化二氮、生成了一氧化氮（写两条，不考虑与水的反应）．

Answer 1

分析 由工艺流程图可知，废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，滤渣中含有CuO及少量Ag，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有硫酸），滤渣A为Ag；向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠，得到氢氧化铝、氢氧化铜，灼烧中会得到CuO、Al₂O₃，二者反应得到CuAlO₂，银熔体冷却成型得到粗银，通过电解精炼得到银，
（1）废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，滤渣中含有CuO及少量Ag，元素化合价升高的被氧化得到氧化产物；
（2）向滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有硫酸），滤渣A为Ag；由上述分析可知，CuO、Al₂O₃反应得到CuAlO₂，由电荷守恒可知，O元素化合价升高，有氧气生成；
（3）向CuSO₄溶液中加入Al₂（SO₄）₃和NaOH稀溶液，其中NaOH稀溶液的作用是沉淀铝离子和铜离子；
（4）电解精炼银的原理是利用电解池中粗银做阳极，精银作阴极，含银离子的电解质溶液做电解质溶液；
（5）若产品CuAlO₂能溶于浓硝酸发生氧化还原反应，亚铜离子被氧化为铜离子，硝酸钡还原为二氧化氮，结合原子守恒配平书写化学方程式，若有1 mol CuAlO₂参与反应，生成气体的体积（标准状况下）小于22.4L，可能是二氧化氮转化为四氧化二氮，或生成一氧化氮气体；

解答 解：由工艺流程图可知，废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，滤渣中含有CuO及少量Ag，向滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有硫酸），滤渣A为Ag；向滤液中加入硫酸铝、氢氧化钠，得到氢氧化铝、氢氧化铜，灼烧中会得到CuO、Al₂O₃，二者反应得到CuAlO₂，银熔体冷却成型得到粗银，通过电解精炼得到银，
（1）废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，滤渣中含有CuO及少量Ag，元素化合价升高的被氧化得到氧化产物CuO，
故答案为：CuO；
（2）向滤渣中加入硫酸进行酸浸，CuO与硫酸反应，过滤得到硫酸铜溶液（含有硫酸），滤渣A为Ag；等物质的量的Al（OH）₃与Cu（OH）₂在惰性气体中煅烧时生成氧化铜、氧化铝，依据生成产物有CuAlO₂，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：Ag；O₂；
（3）向CuSO₄溶液中加入Al₂（SO₄）₃和NaOH稀溶液，其中NaOH稀溶液的作用是沉淀铝离子和铜离子生成氢氧化铝和氢氧化铜沉淀，
故答案为：使铝离子和铜离子沉淀完全；
（4）电解精炼银的原理是利用电解池中粗银做阳极，精银作阴极，含银离子的电解质溶液做电解质溶液，选择硝酸银溶液做电解质溶液，
故答案为：AgNO₃溶液；粗银；
（5）若产品CuAlO₂能溶于浓硝酸发生氧化还原反应，亚铜离子被氧化为铜离子，硝酸钡还原为二氧化氮，结合电子守恒、原子守恒配平书写化学方程式为：CuAlO₂+6HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+Al（NO₃）₃+NO₂↑+3H₂O，可能是生成的二氧化氮转化为四氧化二氮，随硝酸浓度减小变稀后会生成一氧化氮都可能导致生成气体的体积（标准状况下）小于22.4L，
故答案为：CuAlO₂+6HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+Al（NO₃）₃+NO₂↑+3H₂O；二氧化氮转化为四氧化二氮；生成了一氧化氮；

点评 本题考查了物质分离提纯的过程分析，主要是物质性质、电解原理、氧化还原反应电子守恒、等知识点的理解应用，题目难度中等．