Question

[化学---选修2：化学与技术](15分)银、铜均属于重金属，从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示：

（1）熔炼时被氧化的元素是       ，酸浸时反应的离子方程式为       。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率，酸浸前应对渣料进行处理，其处理方法是       。

（2）操作a是       ，固体B转化为CuAlO₂的过程中，存在如下反应，请填写空白处：

     CuO+      Al₂O₃       +        ↑。

（3）若残渣A中含有n mol Ag，将该残渣全部与足量的稀HNO₃置于某容器中进行反应，写出反应的化学方程式      。为彻底消除污染，可将反应中产生的气体与V L(标准状况)空气混合通入水中，则V至少为       L(设空气中氧气的体积分数为0.2)。

（4）已知2Cu⁺Cu+Cu²⁺，试分析CuAlO₂分别与足量盐酸、稀硝酸混合后，产生现象的异同点     。

（5）假设粗银中的杂质只有少量的铜，利用电化学方法对其进行精炼，则粗银应与电源的       极相连，当两个电极上质量变化值相差30.4g时，则两个电极上银质量的变化值相差       g。

Answer

（15分）（1）铜(1分) CuO+2H+＝Cu2++H2O （2分），将渣料粉碎(1分)

（2）过滤(1分) 4 2 4CuAlO2 O2 （2分）

（3）3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑ +2H2O （2分） 28n (1分)

（4）相同点是均得到蓝色溶液；不同点是与盐酸混合有红色固体出现，而与硝酸混合没有固体出现，但有气泡产生。（2分）

（5）正 (1分) 43.2 （2分）

【解析】

试题分析：（1）熔炼后得到银熔体，所以银未被氧化，则被氧化的元素是铜；Cu被氧化为CuO，与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，离子方程式是CuO+2H+＝Cu2++H2O，为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率，酸浸前应对渣料进行处理，将渣料粉碎，以提高Cu的浸出率；

（2）操作a把滤渣和溶液分离，所以操作a是过滤；CuO中Cu元素的化合价是+2价，产物中Cu元素的化合价为+1价，所以该反应为氧化还原反应，所以O元素的化合价升高，有氧气生成；Cu得到1个电子，生成氧气，O元素失去4个电子，根据得失电子守恒，所以CuO的系数是4 ，CuAlO2的系数是4，则氧化铝的系数是 2，氧气的系数是1；

（3）Ag与稀硝酸反应生成硝酸银和NO、水，3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑ +2H2O 将反应中产生的气体与空气中的氧气混合通入水中，则该气体又被氧化为硝酸，根据得失电子守恒，则相当于Ag与氧气反应，所以nmolAg在反应中失去nmol电子，需要氧气的物质的量是n/4mol，所以需要标准状况下的空气的体积V=n/4mol×22.4L/mol/0.2= 28nL；

（4）若为盐酸，则只发生歧化反应，生成Cu单质和铜离子，而若为硝酸溶液，则生成的单质Cu还会与硝酸反应生成硝酸铜、NO、水，所以会有气泡产生，所以二者的相同点是均得到蓝色溶液；不同点是与盐酸混合有红色固体出现，而与硝酸混合没有固体出现，但有气泡产生。

（5）精炼粗银时，粗银作阳极，则与电源的正极相连；粗银中含有Cu杂质，所以阳极开始放电是的Cu，失去2个电子，生成铜离子，而阴极始终是银离子放电生成单质Ag，则两电极的质量变化值差30.4g时，也是Cu与银离子发生置换反应时，Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，根据差量法，则生成的单质Ag的质量为216×30.4g/(216-64)=43.2g，也是两个电极上银质量的变化值相差43.2g。

考点：考查对工业流程的分析，氧化还原反应的计算，电化学反应原理的应用