Question

某化工小组研究银铜复合废料（表面变黑，生成Ag₂S）回收银单质及制备硫酸铜晶体，工艺如下 :（废料中的其他金属含量较低，对实验影响可忽略）

已知：① AgCl可溶于氨水，生成[Ag(NH₃)₂]⁺；

② Ksp（Ag₂SO₄）=1.2×10^-5，Ksp（AgCl）=1.8×10^-10；

③渣料中含有少量银和硫酸银（微溶）。

（1）操作I中为了加快空气熔炼速率，可以采取____________措施(写出其中一种即可)。

（2）操作IV经过_______________、_________________、过滤、洗涤和干燥，可以得到硫酸铜晶体。

（3）洗涤滤渣II，与粗银合并，目的是________________________________。

（4）操作III中，NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH、NaCl和O₂，该反应的化学方程式为_________________________________（其中AgCl和NaCl的物质的量之比为2:1）。氧化的同时发生沉淀转化，离子方程式为______________________________，其平衡常数K=_____________________。 HNO₃也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO₃代替NaClO的缺点是_________________。

Answer

粉碎废料、适当增加空气量、搅拌等 加热浓缩 降温结晶 为提高Ag的回收率 3NaClO+2Ag+H2O=2AgCl+NaCl+2NaOH+O2↑ Ag2SO4（s）+2Cl-（aq）2AgCl（s）+SO42-（aq） 3.7×1014 有污染性气体生成

【解析】

（1）从外界条件对反应速率的影响来分析，如粉碎废料、适当增加空气量、搅拌等；

（2）操作IV是从溶液中获得硫酸铜晶体；

（3）渣料中含有少量银和硫酸银（微溶），必须回收；

（4）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，且AgCl和NaCl的物质的量之比为2:1，结合电子得失守恒和质量守恒写出方程式。

AgCl比Ag2SO4溶解度更小，由此写出沉淀转化的方程式；

根据沉淀转化的方程式，结合两种物质的Ksp计算平衡常数K；

用硝酸有污染性气体生成。

（1）从外界条件对反应速率的影响来分析，操作I中为了加快空气熔炼速率，可以采取粉碎废料、适当增加空气量、搅拌等；

（2）操作IV是从溶液中获得硫酸铜晶体，通常经过加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤和干燥，可以得到硫酸铜晶体；

（3）渣料中含有少量银和硫酸银（微溶），必须回收，洗涤滤渣II，与粗银合并，目的是为提高Ag的回收率。

（4）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，且AgCl和NaCl的物质的量之比为2:1，结合电子得失守恒和质量守恒： 3NaClO+2Ag+H2O=2AgCl+NaCl+2NaOH+O2↑；

AgCl比Ag2SO4溶解度更小，由此写出沉淀转化的方程式： Ag2SO4（s）+2Cl-（aq）2AgCl（s）+SO42-（aq）；

根据沉淀转化的方程式，结合两种物质的Ksp计算， Ksp（Ag2SO4）=1.2×10-5，Ksp（AgCl）=1.8×10-10，平衡常数K=c(SO42-)/c2(Cl-)= Ksp（Ag2SO4）/[Ksp（AgCl）]2=1.2×10-5/(1.8×10-10)2=3.7×1014；

HNO3也能氧化Ag，生成氮的氧化物，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是有污染性气体生成。