题目内容
【题目】研究光盘金属层含有的Ag(其它金属微量忽略不计)、丢弃电池中的Ag2O等废旧资源的回收利用意义重大。下图为从光盘中提取Ag的工业流程。请回答下列问题。
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(1)NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,“氧化”阶段需在80℃条件下进行,适宜的加热方式为________。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为________。有人提出以HNO3代替NaClO氧化Ag,从反应产物的角度分析,其缺点是________。
(3)操作Ⅰ的名称为____,简述利用“操作Ⅰ”的装置洗涤难溶物的实验操作________。
(4)化学上常用10%的氨水溶解AgCl固体,AgCl与NH3·H2O按1︰2反应可生成Cl-和一种阳离子________的溶液(填阳离子的化学式)。实际反应中,即使氨水过量也不能将AgCl固体全部溶解,可能的原因是________。
(5)常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原(4)中生成的阳离子,自身转化为无害气体N2,理论上消耗0.1 mol的水合肼可提取到________g的单质Ag。
(6)废旧电池中Ag2O能将有毒气体甲醛(HCHO)氧化成CO2,科学家据此原理将上述过程设计为原电池回收电极材料Ag并有效去除毒气甲醛。则此电池的正极反应式为________,负极的产物有________。
【答案】水浴加热 4Ag+ 4NaClO + 2H2O = 4AgCl + 4NaOH + O2↑ 生成氮氧化物,污染空气 过滤 将难溶物放置于过滤器内加水浸没,使水自然流下,重复2~3次即可 [Ag(NH3)2]+ 此反应为可逆反应,不能进行到底 43.2 Ag2O + 2e- + 2H+ = 2Ag + H2O CO2、H+
【解析】
根据实验流程分析每步发生的化学反应,进而分析每步操作及原理;根据可逆反应原理分析解答;根据原电池原理分析书写电极反应。
(1)需要控制反应温度且温度在80℃适宜的加热方式为水浴加热,故答案为:水浴加热;
(2)根据产物特征水参加了反应,该反应的化学方程式为4Ag+ 4NaClO + 2H2O = 4AgCl + 4NaOH + O2↑;HNO3作氧化剂发生还原反应,产物中会有氮的氧化物生成,其缺点是生成氮氧化物,污染空气;
故答案为:4Ag+ 4NaClO + 2H2O = 4AgCl + 4NaOH + O2↑;生成氮氧化物,污染空气;
(3)从流程图中可以看出从溶液中分离出固体,则操作Ⅰ的名称为过滤,洗涤的操作方法:为将难溶物放置于过滤器内加水浸没,使水自然流下,重复2~3次即可;
故答案为:过滤;将难溶物放置于过滤器内加水浸没,使水自然流下,重复2~3次即可;(4)银离子和氨气分子可以形成络合离子[Ag(NH3)2]+ ;根据题干分析,即使氨水过量也不能完全溶解,说明该反应为可逆反应;
故答案为:[Ag(NH3)2]+ ;此反应为可逆反应,不能进行到底;
(5)肼中氮元素的化合价为-2,氧化后生成氮气,化合价为0,则根据得失电子守恒得:n(Ag)=n(N2H4)×2×2=0.1mol×2×2=0.4mol,则m(Ag)=108g/mol×0.4mol=43.2g;
故答案为:43.2g;
(6)原电池中,正极得电子,发生还原反应,电极反应为:Ag2O + 2e- + 2H+ = 2Ag + H2O;负极失电子,发生氧化反应,负极产物为:CO2、H+;
故答案为:Ag2O + 2e- + 2H+ = 2Ag + H2O;CO2、H+;