32. 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
（注： Al (OH) 3和 Cu (OH) 2开始分解的温度分别为 450℃和 80℃）
（ 1）电解精炼银时，阴极反应式为_______________；滤渣 A与稀 HNO 3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为___________ 。
（ 2）固体混合物 B的组成为___________；在生成固体 B的过程中，需控制 NaOH的加入量，若 NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为__________。
( 3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：____ CuO+_____ Al 2 O 3
_______ CuAlO 2+ ____________↑
（ 4）若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%，理论上 5.0 kg废料中的铜可完全转化为_______ mol CuAlO 2，至少需要 1.0 mol· L -1的 Al 2( SO 4) 3溶液_______________ L。
( 5) CuSO 4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 ______、_______、过滤、洗涤和干燥。
【答案】（ 1） Ag++ e—= Ag； 2 NO+ O 2= 2 NO 2
（ 2） CuO和 Al (OH) 3； Al (OH) 3+ OH—= AlO—+ 2 H 2 O或 Al (OH) 3+ OH—=[ Al (OH) 4]-
（ 3） 4 CuO+ 2 Al 2 O 3 4 CuAlO 2+ O 2↑
（ 4） 50； 25（ 5）蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】（ 1）电解精炼银与电解精炼铜相似，阳极粗银，阴极纯银，阴极反应式为 Ag++ e—= Ag。
根据题中 A与稀硝酸反应产生的气体在空气中迅速变为红棕色，可知反应生成的气体是 NO，在空气中变为 NO 2。
（ 2） CuSO 4溶液中加入 Al 2（ SO 4） 3和 NaOH，发生的反应有： CuSO 4+ 2 NaOH== Cu（ OH） 2↓+ Na 2 SO 4， Al 2（ SO 4） 3+ 6 NaOH== 2 Al（ OH） 3↓+ 3 Na 2 SO 4，因 Cu（ OH） 2开始分解的温度是 80℃，煮沸时 Cu（ OH） 2分解产生 CuO，过滤后，固体 B的成分是 CuO、 Al（ OH） 3。
NaOH过量，则与具有两性的 Al（ OH） 3反应，生成 NaAlO 2。
（ 3）该反应中 Cu的化合价由+ 2降为+ 1，则必有元素化合价升高， Al的化合价不变，故 O的化合价升高，生成 O 2。然后依据氧化还原反应电子得失守恒，可配平方程式。
（ 4）废料中 Cu的物质的量为：
，根据元素守恒，理论上可生成 CuAlO 2 50 mol。根据元素守恒， 50 mol的 CuAlO 2需要 Al 2（ SO 4） 3的物质的量为 25 mol，则需要 1.0 mol· L -1的 Al 2（ SO 4） 3溶液 25 L。
（ 5） CuSO 4溶液制备胆矾时，需先将溶液蒸发浓缩，然后冷却结晶，再过滤、洗涤、干燥即可。
33.（ 17分）
化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
（ 1）在实验室中用浓盐酸与 MnO 2共热制取 Cl 2并进行相关实验。
①下列收集 Cl 2的正确装置是_____________ 。
②将 Cl 2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是___________- 。
③设计实验比较 Cl 2和 Br 2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和 CCl 4于试管中， __________________________
（ 2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl 2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料： ZnSO 4 (aq)， FeSO 4( aq)， CuSO 4( aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池的甲装置示意图（见下图），并作相应标注。
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一， CuSO 4( aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_____________。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是____________ ，其原因是____________ 。
（ 3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（ 2）的材料中应选
______________ 作阳极。
【答案】（ 1）① C② Cl 2、 HClO、 ClO—
③滴加 NaBr溶液，振荡后静置，下层溶液呈红棕（棕黄）色
（ 2）①
或
或
②有红色固体析出，负极被腐蚀
③甲；电池乙的负极可与 CuSO 4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小。
（ 3） Zn
【解析】（ 1）①氯气密度比空气大且可溶于水，需用向上排空气法收集；氯气有毒，收集时必须有尾气处理装置。
②氯气溶于水得到氯水，氯水中的含氯粒子有 Cl-、 ClO-、 HClO、 Cl 2，具有氧化性的是 ClO-、 HClO、 Cl 2。
③比较卤素单质的氧化性时，一般利用置换反应，即利用氯气可将 Br-氧化为 Br 2。操作为向试管中滴加 NaBr溶液，振荡，静置。 CCl 4将产生的 Br 2萃取出来，溶液分为两层，下层为 Br 2的 CCl 4溶液，呈橙黄色。
（ 2）①根据原电池的形成条件，需两种活泼性不同的金属，结合题中所提供的材料，可组成锌铜、锌铁、铁铜原电池。
②当铜片作电极时， Cu必为正极，电解质中的 Cu 2+在正极得电子产生 Cu，负极金属失电子，负极逐渐溶解。
③乙电池两电极在同一烧杯中，则负极金属 Zn或 Fe可与 CuSO 4发生置换反应，使部分化学能转化为热能，而用盐桥的甲电池则可避免这个问题。
（ 3）牺牲阳极的阴极保护法依据的是原电池原理，被保护金属作正极，因此需要比正极更活泼的金属作负极，根据题中提供的材料，比铁活泼的金属只有锌。
