Question

【題目】Ag/A12O3催化劑在工業(yè)上具有廣泛用途。廢銀催化劑中銀的回收既可節(jié)約資源，又有較好的經(jīng)濟(jì)效益。回收銀的簡化流程如下圖所示(部分條件和試劑略)：

請回答下列問題：

(1)第I步中，載體A12O3不與稀硝酸反應(yīng)。Ag和稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是____________。

(2)第II步中，飽和食鹽水由工業(yè)食鹽水提純而得。除去工業(yè)食鹽水中的少量Na2SO4、MgC12、CaC12雜質(zhì)，正確的操作順序是_________(填字母編號)。

a．加入稍過量的NaOH溶液

b．加入稍過量的BaC12溶液

c．過濾

d．加入稍過量的Na2CO3溶液

e．加入適量鹽酸

(3)第III步中，加入氨水使沉淀溶解的離子方程式是____________ 。

(4)N2H4具有還原性，氧化產(chǎn)物為N2。第IV步反應(yīng)的產(chǎn)物除Ag和N2外，還有的物質(zhì)是_______(填化學(xué)式)。

(5)N2H4可用作火箭推進(jìn)劑。已知：

N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -534 kJ/mol

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H = -116 kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H = +183 kJ/mol

N2H4和NO2反應(yīng)生成N2和氣態(tài)H2O的熱化學(xué)方程式是______________________。

(6)Ag可制備銀鋅紐扣電池正極材料Ag2O，堿性條件下該電池的正極反應(yīng)式是____。

(7)若上述流程中第I、II、III步銀的回收率均為90%，則處理以a kg含銀b%的廢銀催化劑，理論上需要加入N2H4的質(zhì)量是________kg。

Answer 1

【答案】

(1) NO或一氧化氮

(2) abdce或badce或bdace；

(3) AgCl+ 2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+ 2H2O；

(4) NH4Cl、NH3或NH3·H2O；

(5) 2N2H4(1)+ 2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135 kJ/mol；

(6) Ag2O+ H2O+2e-= 2Ag+ 2OH-

(7) 5.4×l0-4ab

【解析】

試題分析：在Ag/A12O3中加稀硝酸生成硝酸銀，過濾，在濾液中加飽和食鹽水，生成氯化銀沉淀，過濾，濾渣為AgCl，把AgCl溶解在氨水中，然后加N2H4還原得到Ag。

(1)第Ⅰ步中，載體A12O3不與稀硝酸反應(yīng)，Ag與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀和NO；故答案為：NO；

(2)除去工業(yè)食鹽水中的少量Na2SO4、MgC12、CaC12雜質(zhì)，先加碳酸鈉除去CaC12、再加氯化鋇除去Na2SO4和多余的碳酸鈉，NaOH用于除去MgC12可前可后，只有順序在過濾操作之前即可，過濾后，然后加鹽酸，所以操作順序?yàn)椋?/span>abdce或badce或bdace；故答案為：abdce或badce或bdace；

(3)AgCl溶于氨水生成銀氨絡(luò)離子，其反應(yīng)的離子方程式為：AgCl+2NH3H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O；故答案為：AgCl+2NH3H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O；

(4)銀氨溶液中加N2H4，N2H4具有還原性，氧化產(chǎn)物為N2，還原產(chǎn)物為Ag，反應(yīng)方程式為：4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4=4Ag+N2+4NH4Cl+4NH3，則產(chǎn)物除Ag和N2外，還有的物質(zhì)是NH4Cl、NH3；故答案為：NH4Cl、NH3；

(5)N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol①，2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-116kJ/mol②，

N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183kJ/mol③，根據(jù)蓋斯定律：①×2-②-③得：

2N2H4(1)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135 kJ/mol；；

(6)堿性條件下，Ag2O2在正極上得電子生成Ag和氫氧根離子，其電極反應(yīng)式為Ag2O2+2H2O+4e-=2Ag+4OH-；故答案為：Ag2O2+2H2O+4e-=2Ag+4OH-；

(7)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ步銀的回收率均為90%，則處理以a kg含銀b%的廢銀催化劑，則Ag的質(zhì)量為a×b%×90%×90%×90%=7.29ab×10-4kg，已知4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4=4Ag+N2+4NH4Cl+4NH3，

則 4Ag～～～～～～～～N2H4

4×108 32

7.29ab×10-4kg m(N2H4)

所以m(N2H4)==5.4×l0-4abkg；故答案為：5.4×l0-4ab。