Question

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: 3NaClO2NaCl+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⁺ :

4 Ag(NH₃) ₂⁺+N₂H₄·H₂O4Ag↓+ N₂↑+ 4+ 4NH₃↑+H₂O

（1）“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_____________。 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___________________。

（3）为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并_______________________。

（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___________________________。

（5）请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案:________________________(实验中须使用的试剂有: 2 mol·L^-1水合肼溶液,1 mol·L^-1H₂SO₄ )。

Answer

水浴加热 4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑ 会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成环境污染 将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中 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 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。

【解析】分析题中的实验流程可知，第一步氧化是为了把光盘中的少量银转化为氯化银，氯化银难溶于水，过滤后存在于滤渣中；第三步溶解时，氨水把氯化银溶解转化为银氨配离子，最后经一系列操作还原为银。

（1）“氧化”阶段需在 80℃条件下进行,由于加热温度低于水的沸点，所以适宜的加热方式为水浴加热。

（2）因为已知NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2 ,用化合价升降法即可配平，该反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化剂时通常被还原为有毒的氮的氧化物而污染环境，所以以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,洗涤的目的是为了把滤渣表面残存的银氨配离子洗涤下来，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,还因为未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，氨水的浓度变小，且其中含有一定浓度的Cl-, 不利于AgCl与氨水发生AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl- +2H2O反应 ，使得银的回收率变小。

（5）“过滤Ⅱ”后的滤液含有银氨配离子，根据题中信息常温时 N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3) 2+ ：4 Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+ N2↑+ 4+ 4NH3↑+H2O ，所以首先向该滤液中加入水合肼把银氨配离子充分还原，由于该反应产生所气体中含有氨气，氨气有强烈的刺激性气味会污染空气，所以要设计尾气处理措施，可以用题中提供的、要求必须使用的硫酸作尾气吸收剂把氨气吸收。最后把反应混合物静置、过滤、洗涤、干燥即可得到回收的银。具体方案如下：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。