Question

銀銅合金廣泛應用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅的化工產品CuAlO₂的工藝如下：（注：Al(OH)₃和Cu(OH)₂開始分解的溫度分別為450℃和80℃）

（1）銅的核外電子排布式為                .
（2）電解精煉銀時，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?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學方程式為                    .
（3)固體混合物B的組成為               ；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，最后將得不到CuAlO_{2 ，}寫出因NaOH過量引起的反應的離子方程式                      .
（4）若將上述流程圖中加入的稀NaOH溶液改為加入過量的氨水（其它均不變），則濾液中的陽離子有                     .
（5）完成上述煅燒過程中一個反應的化學方程式：
  CuO ＋    Al₂O₃     Cu AlO₂  ＋        （系數1也要寫）.
（6）若銀銅合金中銅的質量分數為64%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉化為CuAlO₂，至少需要1.0mol·L^－1的Al₂(SO₄)₃溶液      L .

Answer 1

（1）1s²s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或［Ar］3d¹⁰4s¹ （2）Ag^＋＋e^－＝Ag    2NO＋O₂＝2NO₂
（3）Al(OH)₃和CuO     Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^—＋2H₂O（4）［Cu（NH₃）₄］²⁺、NH₄^+、、H⁺、Na⁺。（5）4  2 =4     1 O₂↑ （6）25.0

解析試題分析：（1）Cu是29號元素，其核外電子排布式為1s²s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或［Ar］3d¹⁰4s¹（2）電解精煉金屬時，粗金屬作陽極，精金屬作陰極。陽極反應氧化反應，陰極發(fā)生還原反應。所以電解精煉銀時，陰極精銀上的反應式為Ag^＋＋e^－＝Ag。濾渣A與稀HNO₃反應，產生的無色氣體是NO，它遇空氣迅速變?yōu)榧t棕色的NO₂，該氣體變色的化學方程式為2NO＋O₂＝2NO_2。（3）發(fā)生的反應為：CuSO₄+2NaOH=Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄; Al₂(SO₄)₃+6NaOH=2Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄; 100度煮沸時氫氧化銅發(fā)生分解反應：Cu(OH)₂CuO+H₂O. Al(OH)₃不分解。所以得到的固體混合物B是Al(OH)₃和CuO。氫氧化鋁能被過量的強堿溶解產生容易溶解于水的偏鋁酸鹽。NaOH過量引起的反應的離子方程式Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^—＋2H₂O。 (4)氫氧化鋁只能被強堿溶解而不能溶解在氨水中。若將上述流程圖中加入的稀NaOH溶液改為加入過量的氨水（其它均不變），Cu²⁺與NH₃結合形成［Cu（NH₃）₄］²⁺，就不再產生氫氧化銅沉淀，鋁以氫氧化鋁的形式存在固體沉淀中。則濾液中含有的陽離子有［Cu（NH₃）₄］²⁺、NH₄^+、、H⁺、Na⁺。（5）根據質量守恒定律及電子守恒可知個物質的系數及缺少的物質的化學式是：4  2 == 4  1 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個數比為1:1.所以根據原子守恒可得:n[Al₂(SO₄)₃]="1/2n(Al)=" 1/2 n(Cu)="25mol." n=C·V.故V=n/C=25mol÷1mol/L=25L.
考點：考查原子的核外電子排布、金屬的精煉及Cu、Al的化合物的性質的知識。