Question

【題目】從銀銅合金廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：

已知：①鋁元素在溶液中的存在形態(tài)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。

②室溫時，Cu(OH)2的溶度積Ksp＝2.0×10-20，當(dāng)溶液中某種離子濃度小于1.0×10-5mol/L時，認(rèn)為該離子沉淀完全，。

③Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃。

請回答下列問題：

(1)電解精煉銀時，粗銀做 極(填“陰”或“陽”)，電解質(zhì)選用________溶液，陰極電極反應(yīng)為 。

(2)在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，使溶液的pH范圍在 ，若控制不當(dāng)，使NaOH過量可能會引起的反應(yīng)的離子方程式為 。

(3) 煅燒過程中發(fā)生多步反應(yīng)，寫出最終生成CuAlO2的反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

(4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%，理論上1.0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液 L。

Answer 1

【答案】

(1)陽；AgNO3；Ag++e－=Ag；

(2)6.65-12；Al(OH)3+OH－=AlO2－+2H2O；

(3)2Al2O3+4CuO=4CuAlO2+O2；(4)5；

【解析】

試題分析：(1)電鍍法精煉銀時，粗銀為陽極，精銀為陰極，硝酸銀作電解質(zhì)溶液，陽極上失電子變成離子進(jìn)入溶液了：Ag-e-=Ag+，陰極銀離子得到電子形成單質(zhì)銀：Ag++e-=Ag，故答案為：陽；AgNO3；Ag++e-=Ag；

(2)未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3，Al(OH)3和Cu(OH)2，煮沸后Cu(OH)2分解產(chǎn)生氧化銅，可知B為Al(OH)3和CuO，在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，使溶液的pH范圍在鋁離子和銅離子全部沉淀，氫氧化鋁沉淀完全PH=12，室溫時，Cu(OH)2的溶度積Ksp=2.0×10-20．(lg5=0.7)，據(jù)此計算全部沉淀的PH，c2(OH-)==2×10-15，c(H+)=10-6.65，PH=6.65，在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，使溶液的pH范圍在為：6.65-12，氫氧化鋁顯兩性能與堿反應(yīng)：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，反應(yīng)的離子方程式為：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故答案為：6.65-12； Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

(3)反應(yīng)前Cu為+2價，反應(yīng)后為+1，化合價降低1，Al化合價沒有變化，所以氧元素的化合價升高，生成氧氣，反應(yīng)前氧為-2價，反應(yīng)后為0，化合價升高2，兩者的最小公倍數(shù)是2，再根據(jù)原子守恒得：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑，故答案為：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑；

(4)由關(guān)系式：Cu～CuAlO2得n(CuAlO2)==10.0mol，則CuAlO2為10.0mol，由關(guān)系式：Al2(SO4)3～2CuAlO2得Al2(SO4)3=n(CuAlO2)×=5.0mol，所以需要體積為=5L，故答案為：5。