Question

8．Ag/（α型）Al₂O₃是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，（α型）Al₂O₃是载体且不溶于硝酸．该催化剂的回收实验如图1所示：

其中（Ⅴ）的转化反应为：6AgCl+Fe₂O₃=3Ag₂O+2FeCl₃，（Ⅷ）的吸收反应为：2NaOH+NO₂+NO=2NaNO₂+H₂O
请阅读上述实验流程，完成下列填空：
（1）第（Ⅰ）步：Ag/（α型）Al₂O₃加酸溶解应该选用图2装置中的a（选填a、b、c）．
此处反应的化学方程式为：Ag+2HNO₃（浓）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O；3Ag+4HNO₃（稀）=3AgNO₃+NO↑+2H₂O．
（2）第（Ⅱ）步：，如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化学反应的离子方程式为：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓．
（3）第（Ⅵ）步反应的化学方程式为：Ag₂O+2HNO₃=2AgNO₃+H₂O．
（4）已知在实验室中AgNO₃溶液需要用棕色瓶避光保存．在第（Ⅶ）步中从AgNO₃溶液获得AgNO₃晶体需要进行的实验操作依次为B、E、D（填序号）．
A．蒸馏    B．蒸发   C．灼烧   D．过滤    E．冷却结晶    F．萃取．

Answer 1

分析 由于α-Al₂O₃不溶于稀硝酸，Ag/a-Al₂O₃中加入稀硝酸后银溶解生成硝酸银，过滤后，滤液中含有AgNO₃，滤渣为α-Al₂O₃，滤液中加入NaCl得到沉淀为AgCl，再过滤分离得到AgNO₃与NaNO₃溶液，AgCl转化为Ag₂O，溶解过滤分离，再用硝酸溶解Ag₂O得到AgNO₃，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等得到AgNO₃晶体．
（1）反应生成氮的氧化物气体，需要导出用氢氧化钠溶液吸收，装置应密闭，出气管不能在液面以下；
Ag与浓硝酸反应生成硝酸银、二氧化氮与水，随反应计算，浓硝酸变稀，Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、NO与水；
（2）自来水中含有氯气，氯气与水反应生成HCl与HClO，HCl与AgNO₃反应生成AgCl与HNO₃；
（3）第（Ⅵ）步是Ag₂O与HNO₃反应生成AgNO₃与水；
（4）从溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作．

解答 解：由于α-Al₂O₃不溶于稀硝酸，Ag/a-Al₂O₃中加入稀硝酸后银溶解生成硝酸银，过滤后，滤液中含有AgNO₃，滤渣为α-Al₂O₃，滤液中加入NaCl得到沉淀为AgCl，再过滤分离得到AgNO₃与NaNO₃溶液，AgCl转化为Ag₂O，溶解过滤分离，再用硝酸溶解Ag₂O得到AgNO₃，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等得到AgNO₃晶体．
（1）反应生成氮的氧化物气体，需要导出用氢氧化钠溶液吸收，装置b中产生的气体不能导出，会导致装置内压强增强，发生炸裂的危险，c装置不密闭，故选a；
Ag与浓硝酸反应生成硝酸银、二氧化氮与水，随反应计算，浓硝酸变稀，Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、NO与水，反应方程式为：Ag+2HNO₃（浓）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O、3Ag+4HNO₃（稀）=3AgNO₃+NO↑+2H₂O，
故答案为：a；Ag+2HNO₃（浓）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O、3Ag+4HNO₃（稀）=3AgNO₃+NO↑+2H₂O；
（2）自来水中含有氯气，氯气与水反应生成HCl与HClO，HCl与AgNO₃反应生成AgCl与HNO₃，反应离子方程式为：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓，
故答案为：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；
（3）第（Ⅵ）步是Ag₂O与HNO₃反应生成AgNO₃与水，反应方程式为：Ag₂O+2HNO₃=2AgNO₃+H₂O，
故答案为：Ag₂O+2HNO₃=2AgNO₃+H₂O；
（4）从AgNO₃溶液中获得晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，顺序为BED，
故答案为：B、E、D．

点评 本题考查制备方案工艺流程、物质的分离提纯、对原理的分析理解等，关键是明确工艺流程中每一步中的试剂、操作与原理，是对学生综合能力的考查，难度中等．