【題目】[2017江蘇]某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低,對實驗的影響可忽略)。

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

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

常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+

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

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

(2)NaClO溶液與Ag反應的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,該反應的化學方程式為________________。 HNO3也能氧化Ag,從反應產(chǎn)物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點是_____________________。

(3)為提高Ag的回收率,需對“過濾”的濾渣進行洗滌,并_______________________。

(4)若省略“過濾”,直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3·H2O反應外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應),還因為_________________。

(5)請設計從“過濾”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實驗方案:________________________(實驗中須使用的試劑有:2 mol·L1水合肼溶液,1 mol·L1H2SO4)。

【答案】(1)水浴加熱

(2)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2 會釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成環(huán)境污染

(3)將洗滌后的濾液合并入過濾的濾液中

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

(5)向濾液中滴加2 mol·L1水合肼溶液,攪拌使其充分反應,同時用1 mol·L1 H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3,待溶液中無氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥。

【解析】分析題中的實驗流程可知,第一步氧化是為了把光盤中的少量銀轉(zhuǎn)化為氯化銀,氯化銀難溶于水,過濾后存在于濾渣中;第三步溶解時,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條件下進行,由于加熱溫度低于水的沸點,所以適宜的加熱方式為水浴加熱。

(2)因為已知NaClO 溶液與 Ag 反應的產(chǎn)物為 AgCl、NaOH O2 ,用化合價升降法即可配平,該反應的化學方程式為4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag,硝酸做氧化劑時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的缺點是會釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成環(huán)境污染 。

(3)為提高Ag的回收率,需對“過濾”的濾渣進行洗滌,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,并將洗滌后的濾液合并入過濾的濾液中。

(4)若省略“過濾”,直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3·H2O反應外,還因為未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水,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·H2OAg(NH3) 2++ Cl +2H2O反應 ,使得銀的回收率變小。

(5)“過濾”后的濾液含有銀氨配離子,根據(jù)題中信息常溫時 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,由于該反應產(chǎn)生所氣體中含有氨氣,氨氣有強烈的刺激性氣味會污染空氣,所以要設計尾氣處理措施,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。最后把反應混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收的銀。具體方案如下:向濾液中滴加2mol·L1水合肼溶液,攪拌使其充分反應,同時用1 mol·L1 H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3 ,待溶液中無氣泡產(chǎn)生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥。

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