(15 分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少…——2017 高考化学第 19 题答案解析

2017_江苏卷

2017 江苏 第 19 题 解答题 区分题
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19.(15 分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量 Ag(金属层中其他金属含 量过低,对实验的影响可忽略)。

已知:①NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解,如: $3 \mathrm { N a C l O } { = } 2 \mathrm { N a C l } { + } \mathrm { N a C l O } _ { 3 }$

②AgCl 可溶于氨水: $\mathrm { A g C l + 2 N H _ { 3 } \bullet H _ { 2 } O A g ~ ( N H _ { 3 } ) ~ _ { 2 } \bullet + C l ^ { - } + 2 H _ { 2 } O }$

③常温时 $\mathrm { N } _ { 2 } \mathrm { H } _ { 4 } { \cdot } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ (水合肼)在碱性条件下能还原 $\mathbf { A g } \ \left( \mathbf { N H } _ { 3 } \right) \mathbf { \Omega } _ { 2 } ^ { + }$

$$ 4 \mathrm { A g \ ( N H _ { 3 } ) _ { 2 } ^ { + } + N _ { 2 } H _ { 4 } ^ { * } H _ { 2 } O - 4 A g \downarrow + N _ { 2 } \uparrow + 4 N H _ { 4 } ^ { + } + 4 N H _ { 3 } \uparrow + H _ { 2 } O } $$

(1)“氧化”阶段需在 80℃条件下进行,适宜的加热方式为 水浴加热 。

(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 ${ \bf O } _ { 2 }$ ,该反应的化学方程式为$4 \mathrm { { A g } + 4 N a C l O + 2 H _ { 2 } O - 4 A g C l + 4 N a O H + O _ { 2 } \uparrow }$ $\mathrm { H N O } _ { 3 }$ 也能氧化 Ag,从反应产物的角度分析,以 $\mathrm { H N O } _ { 3 }$ 代替NaClO的缺点是 会释放出氮氧化物(或 $\underline { { \mathrm { N O } , \ \mathrm { N O } _ { 2 } } } )$ ),造成环境污染 。

(3)为提高 Ag 的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并 将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中 。

(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量 NaClO 与 $\mathrm { N H } _ { 3 } { \cdot } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 反应外(该条件下 ${ \mathrm { N a C l O } } _ { 3 }$ 与 $\mathrm { N H } _ { 3 } { \cdot } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 不反应),还因为 未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl<sup>﹣</sup>,不利于 $\mathbf { \nabla } _ { \mathbf { A g C l } }$ 与氨水反应 。

(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案: 向滤液中滴加2mol•L

<sup>﹣1</sup> 水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用 $\mathrm { \underline { { 1 m o l ^ { \bullet } L ^ { \cdot } H _ { 2 } S O _ { 4 } } } }$ 溶液吸收反应中放出的$\mathrm { N H } _ { 3 }$ ,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥 (实验中须使用的试剂有: $2 \mathrm { m o l ^ { \bullet } L }$ <sup>﹣1</sup> 水合肼溶液, $1 \mathrm { m o l ^ { \bullet } L }$ <sup>﹣1</sup>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> )。

参考答案

(1) 水浴加热; (2) 4Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑; (3) 将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中; (4) 未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl﹣,不利于AgCl与氨水反应; (5) 向滤液中滴加2mol•L﹣1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol•L﹣1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥

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