题目内容

15．Ag/α-Al2O3是石油化工的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α-Al2O3是载体且不溶于HNO3．如图是回收该催化剂的一种流程．

（1）写出反应①的离子方程式3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O；α-Al2O3与普通Al2O3相比，不溶于酸的原因可能是α-Al2O3与普通Al2O3结构不同．
（2）写出反应③的化学方程式6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3；溶液I和溶液III中溶质的主要成分相同，从溶液I转化到溶液III不仅可以除去杂质，还可以富集AgNO3．
（3）从溶液III到AgNO3晶体的操作为：在HNO3（填化学式）的气氛中，b（填下面选项中的字母），过滤、洗涤、干燥，然后转移至e（填下面选项中的字母）中保存．
a、蒸发结晶 b、蒸发浓缩，冷却结晶 c、无色广口瓶 d、无色细口瓶 e、棕色广口瓶 f、棕色细口瓶
（4）已知Ag/α-Al2O3中Ag的质量分数，计算Ag的回收率，还需要的测量的数据为催化剂的质量和AgNO3的质量．

分析 根据流程可知，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进入滤液Ⅰ，滤渣为α-Al2O3；向滤液Ⅰ中加入氯化钠，反应生成氯化银沉淀，则固体A为AgCl；氯化银与氧化铁发生反应：6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3，则固体B为Ag2O，氧化银与稀硝酸反应生成硝酸银，滤液Ⅲ为硝酸银溶液，对滤液Ⅲ通过蒸发浓缩、冷却结晶得到硝酸银固体，
（1）银与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，据此写出反应的离子方程式；结构决定性质，据此判断α-Al2O3不溶于稀硝酸原因；
（2）根据流程可知，氯化银与氧化铁反应生成氧化银和氯化铁；溶液I中硝酸银浓度较小，溶液Ⅲ中硝酸银浓度较大，据此分析实验目的；
（3）硝酸容易分解，银离子容易水解，则需要在浓硝酸的气氛中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥从而得到硝酸银固体；
（4）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：根据流程可知，α-Al2O3不溶于稀硝酸，Ag/a-Al2O3中加入稀硝酸后银溶解生成AgNO3进入滤液Ⅰ，滤渣为α-Al2O3；向滤液Ⅰ中加入NaCl，反应生成AgCl沉淀，则固体A为AgCl；AgCl与Fe2O3发生反应：6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3，则固体B为Ag2O，Ag2O与稀硝酸反应生成AgNO3，滤液Ⅲ为AgNO3溶液，对滤液Ⅲ通过蒸发浓缩、冷却结晶得到AgNO3固体，
（1）Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O；
不同结构具有不同的性质，α-Al2O3与普通Al2O3相比，不溶于酸的原因可能是α-Al2O3与普通Al2O3结构不同，
故答案为：3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O；α-Al2O3与普通Al2O3结构不同；
（2）根据流程可知，氯化银与氧化铁反应生成氯化铁和氧化银，反应的化学方程式为：6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3；溶液I中硝酸银浓度较小，溶液Ⅲ中硝酸银浓度较大，所以从溶液I转化到溶液Ⅲ的目的是除杂质且富集AgNO3，
故答案为：6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3；富集AgNO3；
（3）从溶液Ⅲ到AgNO3晶体的操作为：在硝酸的气氛中蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥获得硝酸银固体；由于硝酸银容易见光分解，需要避光保存，即：将硝酸银保存在棕色广口瓶中，
故答案为：HNO3；b；e；
（4）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 本题考查了物质制备方案的设计、化学实验基本操作方法的综合应用，题目难度中等，正确理解题干流程、明确反应原理为解答关键，注意掌握物质分离、提纯方法及化学实验基本操作方法的综合应用，试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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5．下列说法正确的是（　　）
A．海水经过加碱、加酸、浓缩结晶、过滤干燥、电解制得金属镁
B．除去铁粉中混有的少量铝粉，可加入过量的氢氧化钠溶液，完全反应后过滤
C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu（NO3）2固体，铜粉仍不溶解
D．金属镁着火时，可以用二氧化碳灭火器来灭火
6．下列说法中，不正确的是（　　）
A．若反应时形成新化学键释放的能量大于断裂旧化学键所吸收的能量，则该化学反应是释放能量的反应
B．若反应物的总能量大于生成物的总能量，则该化学反应为释放能量的反应
C．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D．化学反应必然伴随着能量的变化
3．某同学探究同周期主族元素性质递变规律时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系）．
实验步骤实验现象
1．将镁条用砂纸打磨后，放入沸水中；再向溶液中滴加酚酞溶液A．浮在水面上，熔成小球，做不定向运动，随之消失，溶液变成红色．
2．向新制得的Na2S溶液中滴加少量新制的氯水B．有气体产生，溶液变成浅红色
3．将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体．
4．将镁条投入稀盐酸中D．反应不十分剧烈，产生无色气体
5．将铝条投入稀盐酸中E．生成淡黄色沉淀
请你帮助该同学整理并完成实验报告．
（1）实验目的：探究同一周期主族元素性质的递变规律．
（2）实验用品：试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na2S溶液等．仪器：①烧杯，②试管，③胶头滴管，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，酒精灯等．
（3）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和离子方程式）
实验内容实验现象离子方程式
1
2
3
4
5
（4）若用最高价氧化物的水化物的碱性相对强弱来验证Mg、Al失电子能力的相对强弱，请你设计实验（实验用品自选，不要求写化学方程式）：向溶液中滴加NaOH溶液至过量，得白色沉淀，不溶解；向溶液中滴加NaOH溶液至过量，产生白色胶状沉淀，继而沉淀消失；．
（5）实验结论：同周期元素随原子序数增大，元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强．
10．氯碱工业中，与铁丝网连接的是电源的（　　）
A．负极B．正极C．阴极D．阳极
20．氯气是重要的化工原料，有广泛的用途．
（1）氯气的电子式是．
（2）电解饱和食盐水制氯气的离子方程式是2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑．
（3）新制饱和氯水中存在：Cl2+H2OHCl+HClO，为使平衡向正反应方向移动，下列措施可行的是ab．
a．加少量NaOH固体      b．加CaCO3固体      c．加NaCl固体
（4）“氯胺（NH2Cl）消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气，发生反应：
Cl2+NH3═NH2Cl+HCl．NH2Cl能与水反应生成可以杀菌消毒的物质，该反应中元素的化合价不变．
①NH2Cl与水反应的化学方程式是NH2Cl+H2O=NH3+HClO（或NH2Cl+2H2O=NH3•H2O+HClO）．
②在Cl2+NH3═NH2Cl+HCl中，每消耗标准状况下11.2L Cl2，转移电子0.5mol．
7．固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲组同学用下图装置（夹持装置略）对其进行探究实验．

（1）仪器B的名称是分液漏斗．
（2）实验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有气体M生成，则Ⅳ发生反应的化学方程式为3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+3H2O+N2↑；Ⅲ中的试剂为碱石灰．
（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ--Ⅲ--Ⅳ--Ⅱ--Ⅴ，此时Ⅱ中现象为试纸变蓝，原因是CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝．
（4）经上述反应，2.5g 化合物A理论上可得0.56L（标准状况）M；则A的化学式为Mg3N2．
4．配制100ml 0.1mol/L Na2CO3溶液，下列操作正确的是（　　）
A．称取1.06 g 无水碳酸钠，加入100ml容量瓶中，加水溶解、定容
B．称取1.06 g 无水碳酸钠，加入100ml蒸馏水，搅拌、溶解
C．转移Na2CO3溶液时，未用玻璃棒个引流，直接倒入容量瓶中
D．定容后，塞好瓶塞，反复倒转，摇匀
5．（1）具有复合官能团的复杂有机物中官能团具有各自的独立性，在不同条件下所发生的化学反应可分别从各官能团讨论．如图；具有两种官能团：和（填化学式），所以这个化合物看作羧酸类和醛类．
（2）写出下列化合物的名称或结构简式：
①结构简式为，此烃的名称为3-甲基-2-乙基-1-戊烯
②结构简式为，此烃名称为对甲基乙苯或4-甲基乙基苯
③2，4-二甲基已烷的结构简式为．

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