内容正文:
【教学素材】
奇妙的白银
湖北省石首市文峰初级中学 刘涛(正高级教师)
【知识链接】珍贵金属银(Ag)在自然界中有单质存在,但绝大部分是以化合态的形式存在于银矿石中。银呈现出明亮的银白色金属光泽,是导电性和导热性最佳的物质,延展性仅次于金,可被压成薄片或拉成细丝。银化学性质较稳定,常温下不易氧化,但暴露于含硫环境(如空气中硫化氢)会生成黑色硫化银(Ag2S),导致银器变暗。银可溶于硝酸和浓硫酸,生成硝酸银(AgNO3)和硫酸银(Ag2SO4),这些化合物在工业中广泛应用。
银以其独特的物理化学性质,在科技、医疗、艺术等领域持续发挥重要作用。部分传统用途被替代,其在现代工业中的创新应用(如纳米技术)仍展现出广阔前景。作为贵金属,银的经济与文化价值历久弥新。
一、精密仪器应用
纯银具有很好的延展性,其导电性和导热性在所有的金属中都是最高的。银常用来制作灵敏度极高的物理仪器元件,各种自动化装置、火箭、潜水艇、计算机、核装置以及通讯系统,所有这些设备中的大量的接触点都是用银制作的。
二、电子电器材料
电子电器是用银量最大的行业,全世界银和银基电接触材料年产量约2900~3000吨。
三、化学化工材料
用作催化剂,如广泛用于氧化还原反应和聚合反应,用于处理含硫化物的工业废气等。用作电子电镀工业制剂,如银浆、氢化银钾等。
四、工艺饰品
银具有诱人的白色光泽,较高的化学稳定性和收藏观赏价值,广泛用作首饰、装饰品、银器、餐具、敬贺礼品、奖章和纪念币。
五、医药方面的应用
银的离子以及化合物对某些细菌、病毒、藻类以及真菌显现出毒性,但对人体却几乎是无害的。银的这种杀菌效应使得它在活体外就能够将生物杀死。然而,银制品的测试以及标准化却存在很大难度。在医疗上,常用硝酸银的水溶液作眼药水。
同步训练设计
1.银是一种应用历史悠久的贵金属,如今已有4000多年的历史。银在元素周期表中的信息如图所示,下列有关银说法正确的是( )
A.银元素的核电荷数为47
B.银属于金属元素
C.原子核外有61个电子
D.金属银能与稀盐酸反应
2.白银做容器有杀菌作用,净化水质。如图是银的部分信息,下列说法不正确的是( )
A.银是金属元素
B.银的相对原子质量为107.9g
C.银元素在元素周期表中位于第五周期
D.银容易失去电子而形成Ag+
3.我国古代常用灰吹法炼银(如图),其过程为:将矿物银熔于铅形成银铅块,通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰,灰吹得银。下列说法错误的是( )
A.银是活泼金属
B.银铅块属于混合物
C.PbO中Pb元素的化合价为+2
D.灰吹法炼银过程含有化学变化
4.探秘中国古代熔矿结银的冶炼技术。
(1)“采矿”:礁砂的主要成分为硫化银(Ag2S),可用于冶炼银。礁砂属于 (填“混合物”或“纯净物”)。硫化银中硫元素的化合价为 。
(2)“冶炼”:礁砂周围堆架木炭,点燃后鼓风至火候足够,可熔化成铅银团块。下列关于冶炼过程的说法正确的是 (填序号)
A.“堆架木炭”的目的是增大木炭与氧气的接触面积
B.“点燃木炭后鼓风至一定温度”利用了碳的可燃性
C.冶炼过程中可能会生成二氧化硫
D.银团块属于合成材料
(3)“分银”:在分金炉中熔化团块,铅熔化渗入炉灰中,银则留在上层,说明银的熔点比铅的要 (填“高”或“低”)。
5.银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。
(1)氧化银是黑色固体,含银量相当高,从废氧化银中冶炼银,可采用的方法是________,反应方程式是________.
(2)久存的银制器皿表面会变黑,失去银白色的光泽,原因是 。
(3)AgNO3溶液光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照时发生分解分解的化学方程式为 。
6.实验室废液中含一定量的AgNO3,某兴趣小组回收金属银的流程如下。请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ,其中玻璃棒的作用是 。
(2)操作I中a的选择:甲同学认为用锌,乙同学认为用铜,你认为用 (填“锌”“铜”或“都可以”),选择的理由是 。
(3)操作Ⅱ中发生反应的化学方程式为 ,该反应的基本类型是____。
7.实验室废弃液中含有一定量的AgNO3,如图是某兴趣小组同学回收金属银的部分流程,回答下列问题。
(1)对于a的选择,你认为 更合理(填“铁”或“铜”),理由是 。从金属混合物B初步提纯银的物理方法是 。
(2)加入过量a的目的是使AgNO3中的银全部置换出来,请你写出利用化学反应证明a过量的实验操作 。
8.某兴趣小组从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示:
(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是 ______,该操作中玻璃棒的作用是 。
(2)步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸的目的是 ,发生反应的化学方程式为______。
(3)溶液X中只含有一种溶质,该溶质的化学式为 ______。
(4)据此判断,铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 ______(填元素符号)。要确定铜、银、铝三种金属的活动性顺序,只需选用一种试剂就能达到目的,该试剂可以是____(填字母)
A.硫酸铝溶液 B.硝酸银溶液 C.硫酸铜溶液
9.阅读科普短文,回答问题:
低调奢华有内涵的银
白银不仅用来做货币,在货币市场之外也到处散发着纯洁的银白金属光泽呢!
银制的器物最早被王公贵族、宗教上层使用,现在它们也流入寻常百姓家,许多家庭中就有银制的饰品及其它器物,同时银还是杀菌利器。
和中国的笛子一样,西方交响乐中的长笛最早也用竹子制成,但音量较小,音域不够宽广,因此后来改成各种各样的合金,比如白铜、镍合金等,直到1947年改为银质后,一直延续至今。
因纯银比较软,所以大多数银器实际,上采用的是铜银合金,其易和硫化物反应,形成黑暗的表面,影响光泽。纯银稍好一些,但也会存在这样的问题。空气污染的情况下,空气中有害成分等会加剧银器表面的氧化,所以银器保养十分重要。
保养银器有物理方法和化学方法,物理方法一般使用擦银布将表面的硫化银颗粒擦掉,或者用牙膏也是可以的。化学方法则使用“洗银水”,最早的“洗银水”是氨水,它会和硫化银结合成银氨络合物而除去,但一定慎用“洗银水”。在家中可以先将银器用洗洁精清洗干净,再用一张铝箔跟银器一起放在食盐水(80度左右)里,3-5分钟以后,银器便光洁如新。同理,千万注意不要将银器和黄金首饰放在一起,银的反应活性大于金,接触之后会发生典型的电化学反应,加速银的氧化。
温泉里富含硫磺和硫化物,所以千万不能带着银质手镯、项链去泡温泉啊,一番舒服之后,从热气腾腾的温泉里起身,你会发现你的银器全黑了,除非你泡的是假温泉。
(1)现代西方交响乐团中,制作长笛的材料是 (填序号)
A.白铜 B.银 C.镍合金 D.塑料
(2)银制容器在空气中放置一段时间后表面会变黑,原因是银和空气中的微量硫化物等物质发生反应,其化学反应方程式4Ag+2H2S+O2=2X+2H2O ,则X的化学式为 。
(3)括金银符合货币的要求是因为 (写出一条即可)。
(4)银制成首饰,还是制作成银色餐具、银制乐器等,在保存银器时需注意 (写出一条即可)。
参考答案
1~3.C、B、A;
4.(1)混合物;-2;(2)D;(3)低。
5.(1)热分解法;2Ag2O (
△
) 4Ag+O2↑;(2)长期放置在空气中的银制品,能与空气中氧及含硫化合物反应生成黑色的Ag2S;(3)2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑。
6.(1)漏斗;导流;(2)锌;铜不能与稀硫酸反应,不能将铜和银分离;(3)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;置换反应。
7.(1)铁;易与银分离(或铁在银中易被除去);用磁铁吸引;(2)少量金属混合物B于试管中,滴入稀盐酸(或稀硫酸),有气泡产生。
8.(1)过滤;引流;(2)除去金属铝(合理即可);2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑;(3)
Cu(NO3)2;(4) Al>Cu>Ag;C。
9.(1)B;(2)Ag2S;(3)化学性质稳定、抗腐蚀性好、美观或地壳中含量稀少等;(4)擦拭后密封保存、不与黄金首饰混装、佩戴时不要泡温泉或暴露在有污染的空气中等。
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