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高中 | 金属矿物的开发及利用题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二
第四章 化学与可持续发展
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
金属矿物的开发及利用
银催化剂在石油化工生产中应用广泛,但使用一段时间后催化活性降低或失效。从失效的废银催化剂中回收银具有极高的社会、经济价值。废银催化剂主要由银和$\rm \alpha-$氧化铝及少量二氧化硅组成,其回收工艺流程如下:
已知:$\rm \alpha-$氧化铝不溶于硝酸;$\rm AgCl$能与$\text{C}{{\text{l}}^{-}}$反应生成溶于水的${{\left[ \text{AgC}{{\text{l}}_{2}} \right]}^{-}}{{\left[ \text{AgC}{{\text{l}}_{3}} \right]}^{2-}}$等离子。
回答下列问题:
在元素周期表中,银与铜同族,且位于铜元素下一周期,画出银原子的价电子电子排布图 。
铜的价电子排布式为$\rm 3d^{10}4s^{1}$,由于银与铜同族,且位于铜元素下一周期,所以银的价电子排布式为$\rm 4d^{10}5s^{1}$,因此价电子排布图为;
酸浸时,反应的离子方程式为 ;酸浸时选用低温的原因是 。
$\\text{3Ag+NO}_{\\text{3}}^{-}\\text{+4}{{\\text{H}}^{+}}\\text{=3A}{{\\text{g}}^{+}}\\text{+ NO}\\uparrow \\text{+ 2}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$ ;温度过高时硝酸分解及挥发而损失
"]]酸浸时,银与硝酸反应生成硝酸银、$\rm NO$和$\rm H_{2}O$,其离子方程式为$\text{3Ag+NO}_{\text{3}}^{-}\text{+4}{{\text{H}}^{+}}\text{=3A}{{\text{g}}^{+}}\text{+ NO}\uparrow \text{+ 2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$;硝酸在温度较高时分解及挥发而损失,故酸浸时采用低温;
沉银时, ${n}\left( \text{NaCl} \right)/{n}\left( \text{AgN}{{\text{O}}_{3}} \right)=1.1$,若$\rm NaCl$过量太多,对银的沉淀率的影响是 $\rm ($填“增大”“减小”或“无影响”$\rm )$,原因是 。
减小 ;$\\rm AgCl$能与$\\text{C}{{\\text{l}}^{-}}$反应生成溶于水的${{\\left[ \\text{AgC}{{\\text{l}}_{\\text{2}}} \\right]}^{-}}、{{\\left[ \\text{AgC}{{\\text{l}}_{\\text{3}}} \\right]}^{\\text{2-}}}$ 等离子
"]]沉银时, ${n}\left( \text{NaCl} \right)/{n}\left( \text{AgN}{{\text{O}}_{3}} \right)=1.1$,若$\rm NaCl$过量太多,$\rm AgCl$会与$\text{C}{{\text{l}}^{-}}$反应生成溶于水的${{\left[ \text{AgC}{{\text{l}}_{2}} \right]}^{-}}、{{\left[ \text{AgC}{{\text{l}}_{3}} \right]}^{2-}}$等离子,氯化银和过量的氯离子生成配合物而溶解,银的沉淀率减小;
$\rm Ag_{2}O$熔炼生成单质银,此金属冶炼方法的名称是 。
热分解法
"]]$\rm Ag_{2}O$熔炼生成单质银,一般氧化银加热分解即可得到银单质,故方法为热分解法;
$\rm AgCl$沉淀还可以在氨水中用水合肼$\rm ($化学式$\rm N_{2}H_{4}·H_{2}O)$ 还原为海绵状单质银,氧化产物为氮气,反应的化学方程式为 。
$\\text{4AgCl+}{{\\text{N}}_{\\text{2}}}{{\\text{H}}_{\\text{4}}}\\cdot {{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O+4N}{{\\text{H}}_{\\text{3}}}\\cdot {{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O=4Ag+}{{\\text{N}}_{\\text{2}}}\\uparrow \\text{+4N}{{\\text{H}}_{\\text{4}}}\\text{Cl+5}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$
"]]$\rm AgCl$沉淀还可以在氨水中用水合肼$\rm ($化学式$\rm N_{2}H_{4}·H_{2}O)$ 还原为海绵状单质银,氧化产物为氮气,根据氧化还原反应的电子守恒配平方程式为$\text{4AgCl+}{{\text{N}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{4}}}\cdot {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O+4N}{{\text{H}}_{\text{3}}}\cdot {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O=4Ag+}{{\text{N}}_{\text{2}}}\uparrow \text{+4N}{{\text{H}}_{\text{4}}}\text{Cl+5}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$;
本实验所用废银催化剂含银$\rm 6.56\%$ $\rm ($质量分数$\rm )$,$\rm 100\;\rm g$试样可回收单质银$\rm 6.37\;\rm g$,回收率为$\rm ($保留$\rm 3$位有效数字$\rm )$ 。
$\\rm 97.1\\%$
"]]$\rm 100\;\rm g$试样中含有银的质量为$\rm 6.56\;\rm g$,可回收单质银$\rm 6.37\;\rm g$,则回收率为$\dfrac{\text{6}{.37}}{\text{6}{.56}}\times {100 }\%{ =97}{.1 }\%$。
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