Question

【題目】某化工小組研究銀銅復合廢料（表面變黑，生成Ag2S）回收銀單質及制備硫酸銅晶體，工藝如下：（廢料中的其他金屬含量較低，對實驗影響可忽略）

已知：①AgCl可溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+；

②Ksp（Ag2SO4）=1.2×105，Ksp（AgCl）=1.8×1010；

③渣料中含有少量銀和硫酸銀（微溶）。

（1）操作I中為了加快空氣熔煉速率，可以采取_______措施(寫出其中一種即可)。

（2）操作IV經過________、_______過濾、洗滌和干燥，可以得到硫酸銅晶體。

（3）洗滌濾渣II，與粗銀合并，目的是__________。

（4）操作III中，NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH、NaCl和O2，該反應的化學方程式為______（其中AgCl和NaCl的物質的量之比為2∶1）。氧化的同時發生沉淀轉化，離子方程式為_____，其平衡常數K=__________。

（5）在空氣中加熱5.20g硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內分別得到一種固體物質，其質量如表。（已知CuSO4·5H2O相對分子質量250）

溫度范圍/℃	固體質量/g
200~260	3.33
650~800	1.67
1000~1500	1.50

加熱到1000℃時，固體物質的化學式為：_______。

Answer 1

【答案】粉碎廢料、適當增加空氣量、攪拌等 加熱濃縮（或蒸發濃縮） 降溫結晶(或冷卻結晶) 為提高Ag的回收率 3NaClO+2Ag+H2O=2AgCl+NaCl+2NaOH+O2↑ Ag2SO4(s)+2Cl(aq)2AgCl(s)+SO42(aq) 3.7×1014 Cu2O

【解析】

（1）從外界條件對化學反應速率的影響來分析，如粉碎廢料、適當增加空氣量、攪拌等；

（2）操作IV是從溶液中獲得硫酸銅晶體；

（3）渣料中含有少量銀和微溶的硫酸銀，必須回收；

（4）NaClO溶液與銀反應的產物為AgCl、NaOH和O2，且AgCl和NaCl的物質的量之比為2：1，結合電子得失守恒和原子守恒來寫化學方程式；AgCl比Ag2SO4溶解度更小，由此寫出沉淀轉化的化學方程式，結合兩種物質的Ksp來計算平衡常數K；

（5）根據Cu守恒計算。

（1）從外界條件對化學反應速率的影響來分析，操作I中為了加快空氣熔煉速率，可以采取粉碎廢料、適當增加空氣量、攪拌等；

（2）銀銅復合廢料在空氣中焙燒，其中的Cu轉化成CuO，渣料中主要含CuO、少量銀和硫酸銀，渣料中加入硫酸后，CuO溶解成CuSO4，經過濾后得到CuSO4溶液，操作IV是從CuSO4溶液中獲得硫酸銅晶體，通常經過蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥等步驟，就可以得到硫酸銅晶體；

（3）渣料中含有少量銀和微溶的硫酸銀，必須回收，洗滌濾渣II，與粗銀合并，目的是為了提高銀的回收率；

（4）NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH和O2，且AgCl和NaCl的物質的量之比為2：1，結合得失電子守恒和原子守恒可得：3NaClO+2Ag+H2O=2AgCl+NaCl+2NaOH+O2↑；AgCl比Ag2SO4溶解度更小，由此寫出沉淀轉化的離子方程式：Ag2SO4(s)+2Cl-(aq) 2AgCl(s)+SO42-(aq)，該反應的平衡常數K====3.7×1014；

（5）5.20g硫酸銅晶體的物質的量為0.0208mol，其中CuSO4的質量為0.0208mol×160g/mol=3.33g，200~260℃范圍內固體為CuSO4；n（Cu）=0.0208mol，1000℃時固體質量為1.50g，其中n（O）=（1.50g-0.0208mol×64g/mol）÷16g/mol=0.01055mol，n（Cu）：n（O）=2:1，所以加熱到1000℃時剩余固體為Cu2O。