Question

3．Ag/α-Al₂O₃是石油化學(xué)工業(yè)的一種重要催化劑，其中Ag起催化作用，α-Al₂O₃是載體且不溶于硝酸，該催化劑的回收實(shí)驗(yàn)如圖1所示．其中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：6AgCl+Fe₂O₃→3Ag₂O+2FeCl₃

閱讀上述實(shí)驗(yàn)流程，完成下列填空：
（1）Ag/α-Al₂O₃加酸溶解應(yīng)該選用裝置（圖2）a（選填a、b、c）．
（2）在實(shí)驗(yàn)操作（Ⅱ），如果用自來水代替蒸餾水進(jìn)行洗滌，將會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的離子方程式Ag⁺+Cl^-=AgCl↓．
（3）實(shí)驗(yàn)操作（Ⅳ）所需玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒（填寫三種）．
（4）實(shí)驗(yàn)操作（Ⅶ）從AgNO₃溶液獲得AgNO₃晶體需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作依次為：bd（多選扣分）．
（a）蒸餾    （b）蒸發(fā)    （c）灼燒    （d）冷卻結(jié)晶
（5）已知：NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；
2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
NO和NO₂的混合氣體的組成可表示為NO_x．該混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，x的值為c
（a）x＜1.5    （b）x=1.2    （c）X≥1.5
（6）已知Ag/α-Al₂O₃中Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若計(jì)算Ag的回收率，還必須知道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為催化劑的質(zhì)量和AgNO₃的質(zhì)量．

Answer 1

分析 由于α-Al₂O₃不溶于稀硝酸，Ag/a-Al₂O₃中加入稀硝酸后銀溶解生成硝酸銀，過濾后，濾液中含有AgNO₃，濾渣為α-Al₂O₃，濾液中加入NaCl得到沉淀為AgCl，再過濾分離得到AgNO₃與NaNO₃溶液，AgCl轉(zhuǎn)化為Ag₂O，溶解過濾分離，再用硝酸溶解Ag₂O得到AgNO₃，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等得到AgNO₃晶體．
（1）反應(yīng)生成氮的氧化物氣體，需要導(dǎo)出用氫氧化鈉溶液吸收，裝置應(yīng)密閉，出氣管不能在液面以下；
（2）自來水中含有氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成HCl與HClO，HCl與AgNO₃反應(yīng)生成AgCl與HNO₃；
（3）實(shí)驗(yàn)操作（Ⅳ）為分離固體和溶液，應(yīng)為過濾，據(jù)此書寫所需玻璃儀器；
（4）從溶液中獲得晶體，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作；
（5）根據(jù)反應(yīng)：NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O，混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，應(yīng)滿足n（NO₂）≥n（NO）即可；
（6）已知催化劑中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，計(jì)算銀的回收率，還必須知道催化劑的質(zhì)量和硝酸銀的質(zhì)量．

解答 解：由于α-Al₂O₃不溶于稀硝酸，Ag/a-Al₂O₃中加入稀硝酸后銀溶解生成硝酸銀，過濾后，濾液中含有AgNO₃，濾渣為α-Al₂O₃，濾液中加入NaCl得到沉淀為AgCl，再過濾分離得到AgNO₃與NaNO₃溶液，AgCl轉(zhuǎn)化為Ag₂O，溶解過濾分離，再用硝酸溶解Ag₂O得到AgNO₃，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等得到AgNO₃晶體．
（1）反應(yīng)生成氮的氧化物氣體，需要導(dǎo)出用氫氧化鈉溶液吸收，裝置b中產(chǎn)生的氣體不能導(dǎo)出，會導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)增強(qiáng)，發(fā)生炸裂的危險(xiǎn)，c裝置不密閉，故選a；
（2）自來水中含有氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成HCl與HClO，HCl與AgNO₃反應(yīng)生成AgCl與HNO₃，反應(yīng)離子方程式為：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓，
故答案為：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
（3）實(shí)驗(yàn)操作（Ⅳ）為分離固體和溶液，應(yīng)為過濾，則所需玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（4）從AgNO₃溶液中獲得晶體，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等操作，順序?yàn)閎d，
故答案為：bd；
（5）由方程式可知混合氣體通入NaOH溶液被完全吸收時(shí)，應(yīng)滿足n（NO₂）≥n（NO），即x≥1.5，故選：c；
（6）要計(jì)算Ag的回收率必須知道催化劑的質(zhì)量，再由所給Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出Ag的質(zhì)量，另外要知道最后所得AgNO₃的質(zhì)量，故答案為：催化劑的質(zhì)量；AgNO₃的質(zhì)量．

點(diǎn)評 本題考查制備方案工藝流程、物質(zhì)的分離提純、對原理的分析理解等，關(guān)鍵是明確工藝流程中每一步中的試劑、操作與原理，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．