Question

【題目】（1）銀作為催化劑，主要用于乙烯氧化制環氧乙烷、甲醇氧化制甲醛等。目前銀催化劑的市場需求呈逐年增加的趨勢。請寫出甲醇在銀催化下制備甲醛的化學方程式

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（2）銀催化劑在使用過程中，催化活性逐漸減弱、選擇性降低，一定時間后必須更換。某工廠對失效銀催化劑進行回收并實現再生，工藝流程如下：

已知：銀催化劑主要成分（X射線熒光光譜法分析）

元素	Al2O3	Ag	MgO	SiO2	K2O	Fe2O3
含量%	82	14.8	1.4	0.9	0.5	0.1

資料：經X射線衍射儀檢測，其中氧化鋁的晶型為α型，難于酸。

①操作a和操作b的名稱是_________。

②請寫出過程Ⅰ中銀與稀硝酸反應的離子方程式

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（3）濾液2 中含有多種金屬離子，請簡述檢驗其中K+的實驗方法

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（4）結合化學用語從平衡移動角度解釋過程Ⅲ中用氨水將氯化銀沉淀溶解的原

因_______________________________________________________________。

（5）過程Ⅳ采用肼（N2H4）作為還原劑，具有不混入金屬雜質、還原性強、得到銀純度高等優點，該過程的化學方程式為：

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（6）利用過程Ⅴ實現銀催化劑再生，其簡易裝置圖如下：

寫出催化劑再生的電極反應式：________________________________。

Answer 1

【答案】 2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O 過濾 3Ag + NO3- + 4H+ =3Ag+ + NO↑+ 2H2O 用稀鹽酸洗凈鉑絲，于酒精燈火焰上灼燒至與酒精燈火焰顏色一致；用鉑絲蘸取濾液2，置于酒精燈火焰上灼燒，（利用焰色反應）透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色呈紫色，證明濾液2中含有K+ AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ag++2NH3= Ag(NH3)2+，導致Ag+濃度降低，平衡正向移動，氯化銀轉化成為溶液，有利于過程Ⅳ用肼進行還原。 4Ag(NH3)2Cl+N2H4 =4Ag+N2↑+4NH4C1+4NH3 Ag+ +e-= Ag

【解析】試題分析：（1）甲醇在銀催化下是甲醛和水。

（2）①作a和操作b都是從溶液中分離出固體。

②銀與稀硝酸反應生成硝酸銀、NO、水。

（3）用焰色反應檢驗K+。

（4）AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ag++2NH3= Ag(NH3)2+，導致Ag+濃度降低，平衡正向移動。

（5）（N2H4）作為還原劑，銀離子被還原為銀，肼被氧化為氮氣。

（6）催化劑在陰極再生；

解析：（1）甲醇在銀催化下是甲醛和水的方程式為2CH3OH+O2 2HCHO+2H2O。

（2）①作a和操作b都是從溶液中分離出固體，操作名稱是過濾。

②銀與稀硝酸反應生成硝酸銀、NO、水的方程式為3Ag + NO3- + 4H+ =3Ag+ + NO↑+ 2H2O 。

（3）用焰色反應檢驗K+的方法是用稀鹽酸洗凈鉑絲，于酒精燈火焰上灼燒至與酒精燈火焰顏色一致；用鉑絲蘸取濾液2，置于酒精燈火焰上灼燒，（利用焰色反應）透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色呈紫色，證明濾液2中含有K+ 。

（4）AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ag++2NH3= Ag(NH3)2+，導致Ag+濃度降低，平衡正向移動，所以加入氨水后氯化銀沉淀溶解，加快用肼進行還原的速率。

（5）（N2H4）作為還原劑，銀離子被還原為銀，肼被氧化為氮氣，方程式為4Ag(NH3)2Cl+N2H4 =4Ag+N2↑+4NH4C1+4NH3 。

（6）催化劑在陰極再生，方程式為Ag+ +e-= Ag；