Question

3．Ag/α-Al₂O₃是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α-Al₂O₃是载体且不溶于硝酸，该催化剂的回收实验如图1所示．其中的转化反应为：6AgCl+Fe₂O₃→3Ag₂O+2FeCl₃

阅读上述实验流程，完成下列填空：
（1）Ag/α-Al₂O₃加酸溶解应该选用装置（图2）a（选填a、b、c）．
（2）在实验操作（Ⅱ），如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化学反应的离子方程式Ag⁺+Cl^-=AgCl↓．
（3）实验操作（Ⅳ）所需玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒（填写三种）．
（4）实验操作（Ⅶ）从AgNO₃溶液获得AgNO₃晶体需要进行的实验操作依次为：bd（多选扣分）．
（a）蒸馏    （b）蒸发    （c）灼烧    （d）冷却结晶
（5）已知：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
NO和NO₂的混合气体的组成可表示为NO_x．该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值为c
（a）x＜1.5    （b）x=1.2    （c）X≥1.5
（6）已知Ag/α-Al₂O₃中Ag的质量分数，若计算Ag的回收率，还必须知道的实验数据为催化剂的质量和AgNO₃的质量．

Answer 1

分析 由于α-Al₂O₃不溶于稀硝酸，Ag/a-Al₂O₃中加入稀硝酸后银溶解生成硝酸银，过滤后，滤液中含有AgNO₃，滤渣为α-Al₂O₃，滤液中加入NaCl得到沉淀为AgCl，再过滤分离得到AgNO₃与NaNO₃溶液，AgCl转化为Ag₂O，溶解过滤分离，再用硝酸溶解Ag₂O得到AgNO₃，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等得到AgNO₃晶体．
（1）反应生成氮的氧化物气体，需要导出用氢氧化钠溶液吸收，装置应密闭，出气管不能在液面以下；
（2）自来水中含有氯气，氯气与水反应生成HCl与HClO，HCl与AgNO₃反应生成AgCl与HNO₃；
（3）实验操作（Ⅳ）为分离固体和溶液，应为过滤，据此书写所需玻璃仪器；
（4）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作；
（5）根据反应：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，应满足n（NO₂）≥n（NO）即可；
（6）已知催化剂中银的质量分数，计算银的回收率，还必须知道催化剂的质量和硝酸银的质量．

解答 解：由于α-Al₂O₃不溶于稀硝酸，Ag/a-Al₂O₃中加入稀硝酸后银溶解生成硝酸银，过滤后，滤液中含有AgNO₃，滤渣为α-Al₂O₃，滤液中加入NaCl得到沉淀为AgCl，再过滤分离得到AgNO₃与NaNO₃溶液，AgCl转化为Ag₂O，溶解过滤分离，再用硝酸溶解Ag₂O得到AgNO₃，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等得到AgNO₃晶体．
（1）反应生成氮的氧化物气体，需要导出用氢氧化钠溶液吸收，装置b中产生的气体不能导出，会导致装置内压强增强，发生炸裂的危险，c装置不密闭，故选a；
（2）自来水中含有氯气，氯气与水反应生成HCl与HClO，HCl与AgNO₃反应生成AgCl与HNO₃，反应离子方程式为：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓，
故答案为：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
（3）实验操作（Ⅳ）为分离固体和溶液，应为过滤，则所需玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4）从AgNO₃溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，顺序为bd，
故答案为：bd；
（5）由方程式可知混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，应满足n（NO₂）≥n（NO），即x≥1.5，故选：c；
（6）要计算Ag的回收率必须知道催化剂的质量，再由所给Ag的质量分数求出Ag的质量，另外要知道最后所得AgNO₃的质量，故答案为：催化剂的质量；AgNO₃的质量．

点评 本题考查制备方案工艺流程、物质的分离提纯、对原理的分析理解等，关键是明确工艺流程中每一步中的试剂、操作与原理，是对学生综合能力的考查，难度中等．