Question

銀銅合金廣泛用于航空工業。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產品的工藝如下圖：

（1）電解精練銀時，陰極反應式為_______________；濾渣A與稀HNO₃反應，產生的氣體在空氣中迅速變為紅棕色，該紅棕色氣體與水反應的化學方程式為_______________________________________。

（2）固體混合物B的組成為_____________；在生成固體B的過程中，必須控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應的離子方程式為_____________________。

（3）煅燒過程中生成的氧化產物與NH₃在催化劑條件下反應的化學方程式為_____________________。這個反應中會有白煙產生，該白煙為______________。

（4）若銀銅合金中銅的質量分數為64％，理論上3．0kg廢料中的銅可完全轉化為__________molCuAlO₂，至少需要1．0 mol·L^－1的Al₂(SO₄)₃溶液___________L。

 

Answer 1

【答案】

( 共10分）(1)Ag⁺ + e^－＝Ag  （1分） 3NO₂ +H₂O＝2HNO₃ + NO↑ (1分）

（2）CuO（或Cu(OH)₂ ） 和Al(OH)₃ （1分） OH^― +Al(OH)₃＝AlO₂^-+2H₂O（1分）

（3）4NH₃+5O₂4NO+6H₂O（1分）   NH₄NO₃ （1分）  (4)30 （1分）；15 （1分）

【解析】

試題分析：（1）仿照精煉銅的原理可以確定粗銀做陽極：Ag—e^—＝ Ag⁺，純銀做陰極：Ag⁺+e^—＝ Ag。濾渣A中的金屬與稀硝酸反應生成無色的NO，NO與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的NO₂，NO₂與水反應生成硝酸和NO，反應的化學方程式為3NO₂ +H₂O＝2HNO₃ + NO↑。

（2）結合信息和流程圖分析可知：硫酸銅、硫酸鋁固體與稀氫氧化鈉反應生成氫氧化銅和氫氧化鋁，煮沸時氫氧化銅分解為CuO，氫氧化鋁不分解，所以B應該為CuO和Al(OH)₃。由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，所以若NaOH過量，則兩性氫氧化物Al(OH)₃就會溶解，反應的離子方程式為Al(OH)₃+OH^—＝AlO^—+2H₂O。

（3）在催化劑的作用下，氨氣發生催化氧化生成NO和水，反應的化學方程式為4NH₃+5O₂4NO+6H₂O。生成的NO在氧氣和水的作用下生成硝酸，硝酸與氨氣反應生成硝酸銨而冒白煙。

（4）銀銅合金中的銅的物質的量n(Cu)＝＝30mol，根據元素守恒可得生成的CuAlO₂也是30.0mol。依據化學式CuAlO₂中的Cu和Al個數關系及Al原子個數守恒可得,n[Al₂(SO₄)₃]＝ 30.0mol÷2＝15.0mol，所以需要硫酸鋁溶液的體積是15.0mol÷1.0mol/L＝15.0L。

考點：考查電解原理的應用、物質制備的實驗方案設計與評價以及計算、氨氣的催化氧化等