Question

Ag/A1₂O₃催化剂在工业上具有广泛用途。废银催化剂中银的回收既可节约资源，又有较好的经济效益。回收银的简化流程如下图所示(部分条件和试剂略)：

请回答下列问题：

(1)第I步中，载体A1₂O₃不与稀硝酸反应。Ag和稀硝酸反应产生的气体是____________。

(2)第II步中，饱和食盐水由工业食盐水提纯而得。除去工业食盐水中的少量Na₂SO₄、MgC1₂、CaC1₂杂质，正确的操作顺序是_________(填字母编号)。

a．加入稍过量的NaOH溶液

b．加入稍过量的BaC1₂溶液

c．过滤

d．加入稍过量的Na₂CO₃溶液

e．加入适量盐酸

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

(4)N₂H₄具有还原性，氧化产物为N₂。第IV步反应的产物除Ag和N₂外，还有的物质是_______(填化学式)。

(5)N₂H₄可用作火箭推进剂。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反应生成N₂和气态H₂O的热化学方程式是______________________。

(6)Ag可制备银锌纽扣电池正极材料Ag₂O，碱性条件下该电池的正极反应式是____。

(7)若上述流程中第I、II、III步银的回收率均为90%，则处理以a kg含银b%的废银催化剂，理论上需要加入N₂H₄的质量是________kg。

Answer

(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】

试题分析：在Ag/A12O3中加稀硝酸生成硝酸银，过滤，在滤液中加饱和食盐水，生成氯化银沉淀，过滤，滤渣为AgCl，把AgCl溶解在氨水中，然后加N2H4还原得到Ag。

(1)第Ⅰ步中，载体A12O3不与稀硝酸反应，Ag与稀硝酸反应生成硝酸银和NO；故答案为：NO；

(2)除去工业食盐水中的少量Na2SO4、MgC12、CaC12杂质，先加碳酸钠除去CaC12、再加氯化钡除去Na2SO4和多余的碳酸钠，NaOH用于除去MgC12可前可后，只有顺序在过滤操作之前即可，过滤后，然后加盐酸，所以操作顺序为：abdce或badce或bdace；故答案为：abdce或badce或bdace；

(3)AgCl溶于氨水生成银氨络离子，其反应的离子方程式为：AgCl+2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O；故答案为：AgCl+2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O；

(4)银氨溶液中加N2H4，N2H4具有还原性，氧化产物为N2，还原产物为Ag，反应方程式为：4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4=4Ag+N2+4NH4Cl+4NH3，则产物除Ag和N2外，还有的物质是NH4Cl、NH3；故答案为：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，根据盖斯定律：①×2-②-③得：

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

(6)碱性条件下，Ag2O2在正极上得电子生成Ag和氢氧根离子，其电极反应式为Ag2O2+2H2O+4e-=2Ag+4OH-；故答案为：Ag2O2+2H2O+4e-=2Ag+4OH-；

(7)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ步银的回收率均为90%，则处理以a kg含银b%的废银催化剂，则Ag的质量为a×b%×90%×90%×90%=7.29ab×10-4kg，已知4[Ag(NH3)2]Cl+N2H4=4Ag+N2+4NH4Cl+4NH3，

则 4Ag～～～～～～～～N2H4

4×108 32

7.29ab×10-4kg m(N2H4)

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

【考点定位】考查物质的分离提纯和鉴别

【名师点晴】本题主要考查了工艺流程图、物质的性质、制备实验方案的设计方法，明确制备流程及相应的反应原理为解答关键，试题涉及的知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。