Question

13．某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag（金属层中其他金属含 量过低，对实验的影响可忽略）．

已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO═2NaCl+NaClO₃
②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH₃•H₂O?Ag（NH₃）₂⁺+Cl^-+2H₂O
③常温时 N₂H₄•H₂O（水合肼）在碱性条件下能还原 Ag（NH₃）₂⁺：
4Ag（NH₃）₂⁺+N₂H₄•H₂O═4Ag↓+N₂↑+4NH₄⁺+4NH₃↑+H₂O
（1）“氧化”阶段需在 80℃条件下进行，适宜的加热方式为水浴加热．
（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4Ag+4NaClO+2H₂O═4AgCl+4NaOH+O₂↑． HNO₃也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO₃代替NaClO的缺点是会释放出氮氧化物（或NO、NO₂），造成环境污染．
（3）为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中．
（4）若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH₃•H₂O反应外（该条件下NaClO₃与NH₃•H₂O不反应），还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl^-，不利于AgCl与氨水反应．
（5）请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：向滤液中滴加2mol•L^-1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1mol•L^-1H₂SO₄溶液吸收反应中放出的NH₃，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥（实验中须使用的试剂有：2mol•L^-1水合肼溶液，1mol•L^-1H₂SO₄ ）．

Answer 1

分析 回收一种光盘金属层中的少量Ag，由流程可知，氧化时发生4Ag+4NaClO+2H₂O═4AgCl+4NaOH+O₂↑，为控制 80℃，可水浴加热，过滤I分离出AgCl、可能含Ag，再加氨水溶解AgCl，发生AgCl+2NH₃•H₂O?Ag（NH₃）₂⁺+Cl^-+2H₂O，过滤II分离出的滤渣为Ag，对过滤II得到的滤液用N₂H₄•H₂O（水合肼）在碱性条件下能还原 Ag（NH₃）₂⁺得到Ag，以此来解答．

解答 解：（1）“氧化”阶段需在 80℃条件下进行，不超过水的沸点，则适宜的加热方式为水浴加热，
故答案为：水浴加热；
（2）NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O₂，Ag、O元素的化合价升高，Cl元素的化合价降低，由电子、原子守恒可知该反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H₂O═4AgCl+4NaOH+O₂↑． HNO₃也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO₃代替NaClO的缺点是会释放出氮氧化物（或 NO、NO₂ ），造成环境污染，
故答案为：4Ag+4NaClO+2H₂O═4AgCl+4NaOH+O₂↑；会释放出氮氧化物（或 NO、NO₂ ），造成环境污染；
（3）为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中，减少Ag的损失，
故答案为：将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中；
（4）若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH₃•H₂O反应外（该条件下NaClO₃与NH₃•H₂O不反应），还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl^-，不利于AgCl与氨水反应，
故答案为：未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl^-，不利于AgCl与氨水反应；
（5）由信息③可知，从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案为向滤液中滴加2mol•L^-1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 mol•L^-1 H₂SO₄溶液吸收反应中放出的NH₃，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥，
故答案为：向滤液中滴加2mol•L^-1水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用1 mol•L^-1 H₂SO₄溶液吸收反应中放出的NH₃，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥．

点评 本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯方法、实验技能为解答的关键，侧重分析能力和实验能力的考查，注意信息的应用及实验设计，题目难度中等．