Question

20．实验室中利用含银废料（主要含有AgNO₃和AgCl）制取硝酸银的实验步骤如下：
步骤1：向废液中加入足量的NaCl溶液，将所得沉淀过滤，并洗涤干净．
步骤2：将沉淀放入烧杯，并放入铝片，再加入20%的Na₂CO₃溶液至浸没固体，加热搅拌，至沉淀变为灰白色[含有Ag、Al（OH）₃和少量仍未反应的AgCl]．取出铝片，过滤并洗涤沉淀．
步骤3：…
（1）步骤1中检验所加NaCl溶液已经足量的方法是静置，向上层清液中继续滴加NaCl溶液，若溶液不变浑浊，则NaCl已足量．
（2）步骤2加热时还产生能使澄清石灰水变浑浊的气体．写出该过程中发生反应的离子方程式：2Al+6AgCl+3CO₃ ^2-+3H₂O=2Al（OH）₃+6Ag+6Cl^-+3CO₂↑．
（3）已知AgNO₃和Al（NO₃）₃的溶解度曲线如图所示，请补充完整由步骤2中所得灰白色沉淀制取硝酸银晶体的实验方案：向所得灰白色混合物中加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤；洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀硝酸，充分反应后，过滤；将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤；用冰水洗涤、干燥，得到硝酸银晶体（实验中必须使用的试剂有：稀盐酸、稀硝酸、冰水）．
（4）已知：Ag⁺+SCN^-═AgSCN↓（白色）．实验室可通过如下过程测定所制硝酸银样品的纯度（杂质不参与反应）：
①称取2.000g制备的需要样品，加水溶解，定容到100mL溶液配制过程中所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有100mL容量瓶、胶头滴管．
②准确量取25.00mL溶液，酸化后滴入几滴铁铵矾[NH₄Fe（SO₄）₂]溶液作指示剂，再用0.1000mol•L^-1NH₄SCN标准溶液滴定．滴定终点的实验现象为溶液变为（血）红色．
③重复②的操作两次，所用NH₄SCN标准溶液的平均体积为29.00mL．则硝酸银的质量分数为98.60%．

Answer 1

分析 （1）步骤1中向上清液中继续加NaCl溶液看是否有沉淀，可判断所加氯化钠是否足量；
（2）步骤2加热时产生的能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳，反应生成了Ag、Al（OH）₃，由电荷守恒可知应生成NaCl，根据元素守恒应有水参加反应，结合原子守恒和电荷守恒书写；
（3）硝酸银溶解度随温度升高而增大且受温度影响比较大，而硝酸铝溶解度受温度影响不大，可向沉淀中加入足量稀盐酸，过滤，向沉淀中加入足量稀硝酸，充分反应后，过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，可得硝酸银固体；
（4）①配制100mL一定物质的量浓度的溶液，所需要的玻璃离仪器有烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管；
②用 NH₄SCN标准溶液滴定硝酸银溶液，滴定终点时，SCN^-与铁离子结合生成血红色溶液；
③计算消耗NH₄SCN的物质的量，根据Ag⁺+SCN^-=AgSCN↓可求得硝酸银的质量，进而确定质量分数．

解答 解：（1）步骤1中检验所加NaCl溶液已经足量的方法是：静置，向上层清液中继续滴加NaCl溶液，若溶液不变浑浊，则NaCl已足量，
故答案为：静置，向上层清液中继续滴加NaCl溶液，若溶液不变浑浊，则NaCl已足量；
（2）步骤2加热时产生的能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳，反应生成了Ag、Al（OH）₃，由电荷守恒可知应生成NaCl，根据元素守恒应有水参加反应，反应离子方程式为：2Al+6AgCl+3CO₃ ^2-+3H₂O=2Al（OH）₃+6Ag+6Cl^-+3CO₂↑，
故答案为：2Al+6AgCl+3CO₃ ^2-+3H₂O=2Al（OH）₃+6Ag+6Cl^-+3CO₂↑；
（3）步骤2中所得灰白色沉淀主要含有Ag、Al（OH）₃和少量仍未反应的AgCl，可向沉淀中加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤，洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀硝酸，充分反应后，过滤，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，可得硝酸银固体，
故答案为：加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤；洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀硝酸，充分反应后，过滤；将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤；用冰水洗涤、干燥；
（4）①配制100mL一定物质的量浓度的溶液，所需要的玻璃离仪器有烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；
②用 NH₄SCN标准溶液滴定硝酸银溶液，滴定终点时，SCN^-与铁离子结合生成血红色溶液，所以滴定终点的实验现象为：溶液变为（血）红色，
故答案为：溶液变为（血）红色；
③NH₄SCN标准溶液的平均体积为29.00mL，则NH₄SCN的物质的量为0.1000mol•L^-1×0.029L=2.9×10^-3 mol，根据Ag⁺+SCN^-=AgSCN↓可知硝酸银的质量为2.9×10^-3 mol×170g/mol×$\frac{100mL}{25mL}$=1.972g，所以硝酸银的质量分数为$\frac{1.972g}{2.000g}$×100=98.60%，
故答案为：98.60%．

点评 本题考查制备实验方案的设计，涉及氧化还原反应、物质的分离提纯、物质含量测定、沉淀滴定原理应用等，综合性较强，基本属于拼合型题目，题目难度中等．