Question

【題目】(15分)某科研小組采用如下方案回收一種光盤(pán)金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含 量過(guò)低,對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。

已知:①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解,如: 3NaClO2NaCl+NaClO3

②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl- +2H2O

③常溫時(shí) N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原 Ag(NH3) 2+ :

4 Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+ N2↑+ 4+ 4NH3↑+H2O

（1）“氧化”階段需在 80℃條件下進(jìn)行,適宜的加熱方式為__________________。

（2）NaClO 溶液與 Ag 反應(yīng)的產(chǎn)物為 AgCl、NaOH 和 O2 ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。 HNO3也能氧化Ag,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是__________________________________________。

（3）為提高Ag的回收率,需對(duì)“過(guò)濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌,并_______________________。

（4）若省略“過(guò)濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過(guò)量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應(yīng)),還因?yàn)?/span>____________________________________________________________。

（5）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過(guò)濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案:________________________(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有: 2 mol·L-1水合肼溶液,1 mol·L-1H2SO4 )。

Answer 1

【答案】

(1)水浴加熱

(2)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑

會(huì)釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成環(huán)境污染

(3)將洗滌后的濾液合并入過(guò)濾Ⅱ的濾液中

(4)未過(guò)濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水反應(yīng)

(5)向?yàn)V液中滴加2mol·L-1水合肼溶液,攪拌使其充分反應(yīng),同時(shí)用1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3 ,待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過(guò)濾、洗滌,干燥。

【解析】

分析題中的實(shí)驗(yàn)流程可知，第一步氧化是為了把光盤(pán)中的少量銀轉(zhuǎn)化為氯化銀，氯化銀難溶于水，過(guò)濾后存在于濾渣中；第三步溶解時(shí)，氨水把氯化銀溶解轉(zhuǎn)化為銀氨配離子，最后經(jīng)一系列操作還原為銀。

（1）“氧化”階段需在 80℃條件下進(jìn)行,由于加熱溫度低于水的沸點(diǎn)，所以適宜的加熱方式為水浴加熱。

（2）因?yàn)橐阎?/span>NaClO 溶液與 Ag 反應(yīng)的產(chǎn)物為 AgCl、NaOH 和 O2 ,用化合價(jià)升降法即可配平，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化劑時(shí)通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環(huán)境，所以以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成環(huán)境污染 。

（3）為提高Ag的回收率,需對(duì)“過(guò)濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌,洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來(lái)，并將洗滌后的濾液合并入過(guò)濾Ⅱ的濾液中。

（4）若省略“過(guò)濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過(guò)量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外,還因?yàn)槲催^(guò)濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水，氨水的濃度變小，且其中含有一定濃度的Cl-, 不利于AgCl與氨水發(fā)生AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl- +2H2O反應(yīng) ，使得銀的回收率變小。

（5）“過(guò)濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據(jù)題中信息常溫時(shí) N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原 Ag(NH3) 2+ ：4 Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+ N2↑+ 4+ 4NH3↑+H2O ，所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原，由于該反應(yīng)產(chǎn)生所氣體中含有氨氣，氨氣有強(qiáng)烈的刺激性氣味會(huì)污染空氣，所以要設(shè)計(jì)尾氣處理措施，可以用題中提供的、要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應(yīng)混合物靜置、過(guò)濾、洗滌、干燥即可得到回收的銀。具體方案如下：向?yàn)V液中滴加2mol·L-1水合肼溶液,攪拌使其充分反應(yīng),同時(shí)用1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3 ,待溶液中無(wú)氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過(guò)濾、洗滌,干燥。