15.(2010·绍兴一中期中考题)银及银合金材料是“神舟”七号飞船发射时携带的研究材料之一。银是日常生活中常见的金属,如银元、银首饰、银器等。
Ⅰ.某研究性学习小组,设计实验探究某银元中银的质量分数(银元的主要成分是银,含少量铜杂质)。取一块银元,称其质量为W
g,溶于足量的稀硝酸中,充分反应后,在溶液中滴加过量的盐酸,过滤、洗涤、烘干、称重得到的固体,质量为a
g。
(1)根据上述数据,计算该银元中银的质量分数为________。
(2)下列情况中使测定银元中银的质量分数偏高的是
( )
A.烘干时,温度偏高
B.加入盐酸不足
C.沉淀没有洗涤干净 D.加入硝酸溶液浓度过大
Ⅱ.原子利用率是衡量化学反应绿色化的重要依据之一,原子利用率
=×100%。硝酸银是中学重要化学试剂,某同学利用瓶胆上的银制取硝酸银:
方案1:用14
mol/L硝酸溶液溶解银制硝酸银;
方案2:用2
mo/L硝酸溶液溶解银制硝酸银。
(3)写出化学方程式:
方案1________________________________________________________________;
方案2_________________________________________________________________。
(4)方案1的原子利用率为________;方案2的原子利用率为________。你认为符合绿色化学要求的方案是________,理由是____________________________________。
(5)已知硝酸银固体受热易分解,硝酸银的溶解度变化规律类似硝酸钾的溶解度变化规律。从硝酸银溶液中分离硝酸银的方法是________(填序号)。
①冷却热饱和硝酸银溶液,结晶;②蒸发溶剂,结晶。
除去硝酸银晶体表面杂质,下列方法合适的是
( )
A.用蒸馏水洗涤
B.用75%酒精洗涤 C.用饱和硝酸钠溶液洗涤
除去硝酸银晶体表面的水分,下列措施合适的是
( )
A.加热烘干
B.吹气晾干
C.用滤纸吸干
解析:(1)3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3,得关系式:
Ag-AgCl。
n(Ag)=n(AgCl)== mol,m(Ag)= g,w(Ag)=×100%。
(2)若烘干时,温度偏高,可能导致氯化银分解,称得氯化银质量偏小,即a值偏小,测得结果偏小;同理,加入盐酸不足,银离子不能完全沉淀,测得结果偏小;沉淀没有洗涤干净,称得氯化银质量偏大,测定结果偏高;加入硝酸溶液浓度过大,只要银完全转化成硝酸银,对测定结果没有影响。
(3)14 mol/L硝酸溶液为浓硝酸,反应产物是硝酸银、二氧化氮和水;2 mol/L硝酸溶液为稀硝酸,反应产物是硝酸银、一氧化氮和水。
(4)目标产物是硝酸银,
方案1:Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O,
原子利用率=×100%=72.65%,制得3 mol AgNO3生成3 mol NO2。
方案2:3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,
原子利用率=×100%=88.54%,制得3 mol AgNO3只生成1 mol NO。
判断方案是否符合绿色化学要求,可以从节省原料、原子利用率、环保等角度考虑。
(5)因为硝酸银受热易分解,宜用冷却热饱和溶液并结晶的方法,选①。用蒸馏水洗涤硝酸银晶体,会损失一部分硝酸银;用75%酒精洗涤,能除去杂质,随着乙醇的挥发,将少量水带走,又能减少硝酸银损失;用饱和硝酸钠溶液洗涤,会引入新杂质;应选B。硝酸银加热易分解,不能加热烘干硝酸银,应选择B、C。
答案:(1)×100% (2)C
(3)Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O
3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O
(4)72.65% 88.54% 方案2 原子利用率较高,制得等质量的硝酸银产生大气污染物较少,消耗硝酸的量较少
(5)① B BC