Question

【題目】銀銅合金廣泛用于航空工業，從銀銅合金的切割廢料中回收銀并制備透明半導電薄膜材料（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，產生的氣體在空氣中迅速變為紅棕色，寫出濾渣A中銀與稀HNO3反應的化學方程式為_______。

（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，應調整溶液的pH，使之大于_________。

（5）圖中甲為微生物將有機廢水的化學能轉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，粗銀應為乙裝置的_______（填“a”或“b”）極，b電極反應式為_______。當N電極消耗1.12 L（標準狀況下）O2時，則乙裝置中理論上能產生_______ 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，發生反應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、適當升溫、適當增大H2SO4的濃度等；

(2)Ag和稀硝酸反生反應，生成AgNO3和NO，化學方程式為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，帶入數據，，，，則pH應該大于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為負極，則粗銀應為乙裝置中的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N電極消耗1.12 L（標準狀況下）O2時，O的化合價從0降低到－2價，消耗1.12 LO2，即0.05mol，轉移的電子數為0.05mol×2×2=0.2mol電子；在同一個電路中，各極轉移的電子數相同，乙裝置中b極生成Ag單質，根據電極方程式，轉移0. 2mol電子，生成0.2molAg，其質量為0.2mol×108g·mol－1=21.6g。