Question

【題目】銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從銀銅合金的切割廢料中回收銀并制備透明半導(dǎo)電薄膜材料（CuAlO2）的工藝如下：

注：Al(OH)3和Cu(OH)2分解的溫度分別為450℃和80℃。

（1）加快渣料（含少量銀）溶于稀H2SO4的速率的措施有_______（寫出一種）。

（2）濾渣A與稀HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，寫出濾渣A中銀與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（3）煮沸CuSO4混合溶液的過程中，得到固體B，則固體B的成分為_______；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量和防止滴加時NaOH的量局部過大，可防止加入NaOH的量局部過大的操作是_______。若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為_______。

（4）已知：在常溫下Cu(OH)2的Ksp=2×1020 mol3·L3，則常溫下0.02 mol·L1CuSO4溶液里，如要生成Cu(OH)2沉淀，應(yīng)調(diào)整溶液的pH，使之大于_________。

（5）圖中甲為微生物將有機廢水的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種新型污水處理裝置，利用該裝置進行電解精煉銀時，粗銀應(yīng)為乙裝置的_______（填“a”或“b”）極，b電極反應(yīng)式為_______。當(dāng)N電極消耗1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O2時，則乙裝置中理論上能產(chǎn)生_______ g銀。

Answer 1

【答案】增大硫酸濃度或升高溫度或粉碎或攪拌等 3Ag+4HNO3(稀) =3AgNO3+NO↑+2H2O Al(OH)3和CuO （緩慢加入NaOH）并不斷攪拌 Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 或 Al(OH)3+OH===[Al(OH)4]- 5 a Ag++e=Ag 21.6

【解析】

Ag、Cu合金廢料在空氣中熔煉得到Ag熔體，Ag熔體冷凝成型得到粗Ag，粗Ag電解精煉得到Ag；渣料中含有少量Ag和CuO，向渣料中加入稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，過濾得到濾渣A為Ag，濾液中含有CuSO4；Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃，向硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和NaOH溶液，得到Al(OH)3和Cu(OH)2，煮沸過程中氫氧化銅分解生成CuO，然后過濾得到固體B為Al(OH)3和CuO，固體B在惰性氣體氛圍中煅燒得到CuAlO2，以此解答該題。

(1)加快渣料（含少量銀）溶于稀H2SO4速率的措施為攪拌、渣料粉碎、適當(dāng)升溫、適當(dāng)增大H2SO4的濃度等；

(2)Ag和稀硝酸反生反應(yīng)，生成AgNO3和NO，化學(xué)方程式為3Ag+4HNO3(稀) =3AgNO3+NO↑+2H2O；

(3)Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃，向硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和NaOH溶液，得到Al(OH)3和Cu(OH)2，煮沸過程中氫氧化銅分解生成CuO，然后過濾得到固體B為Al(OH)3和CuO；

NaOH的量局部過大，說明沒有混合均勻，可以在控制NaOH的滴加速度，并攪拌；

若NaOH過量，則Al(OH)3會溶于過量的NaOH，離子方程式為Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O；

(4) Cu(OH)2的Ksp=2×1020 mol3·L3，，0.02 mol·L1CuSO4溶液中c(Cu2＋)=0.02mol·L－1，帶入數(shù)據(jù)，，，，則pH應(yīng)該大于5；

(5)電解冶煉時，純金屬作陰極，粗銀作陽極；在原電池中，通入O2的一極為正極，可知N為正極，a為陽極，b為陰極，M為負(fù)極，則粗銀應(yīng)為乙裝置中的a極；

b為陰極，溶液中的Ag＋得到電子，電極方程式為Ag++e=Ag；

當(dāng)N電極消耗1.12 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O2時，O的化合價從0降低到－2價，消耗1.12 LO2，即0.05mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.05mol×2×2=0.2mol電子；在同一個電路中，各極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同，乙裝置中b極生成Ag單質(zhì)，根據(jù)電極方程式，轉(zhuǎn)移0. 2mol電子，生成0.2molAg，其質(zhì)量為0.2mol×108g·mol－1=21.6g。