Question

（17分）美日科學(xué)家因研發(fā)“有機合成中的鈀催化的交叉偶聯(lián)”而獲得2010年度諾貝爾化學(xué)獎。有機合成常用的鈀/活性炭催化劑長期使用，催化劑會被雜質(zhì)（如：鐵、有機物等）污染而失去活性，成為廢催化劑，故需對其回收再利用。一種由廢催化劑制取氯化鈀(PdCl2)的工藝流程如下：

（1）甲酸還原氧化鈀的化學(xué)方程式為　　　　 　　　　　　 。

（2）加濃氨水時，鈀元素轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄訹Pd(NH3)4]2+，此時鐵元素的存在形式是　　　�。▽懟瘜W(xué)式）。

（3）王水是濃硝酸與濃鹽酸按體積比1∶3混合而成的，鈀在王水中溶解的過程中有化合物A和一種無色、有毒氣體B生成。

�、贇怏wB的化學(xué)式為　　　　

�、诮�(jīng)測定，化合物A由3種元素組成，有關(guān)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Pd：42.4%，H：0.8%。則A的化學(xué)式為��；

（4）鈀的回收率高低主要取決于王水溶解的操作條件，已知反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和王水用量對鈀回收率的影響如圖1～圖3所示，則王水溶解鈀的適宜條件是：反應(yīng)溫度為　 ，反應(yīng)時間約為　 ，含鈀的樣品與王水的質(zhì)量比為　　 　　　 。

（5）700℃“焙燒1”的目的是　　　　 ， 550℃“焙燒2”的目的是　　　　　　　　　　　　　 。

 

Answer 1

（1）PdO+HCOOHPd+CO2↑+H2O；（2）Fe(OH)3；（3）①NO；②H2PdCl4；（4）80～90℃；8h；1:8；（5）除去活性炭及有機物，脫氨[或“將Pd(NH3)2Cl2轉(zhuǎn)變?yōu)镻dCl2”]

【解析】

試題分析：（1）甲酸分子中含有醛基，有還原性，能把氧化鈀還原為Pd,它本身被氧化為碳酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為PdO+HCOOHPd+CO2↑+H2O；（2）王水有強的氧化性，會把Fe氧化為Fe3+,加濃氨水時，鈀元素轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄訹Pd(NH3)4]2+，此時鐵元素也會形成Fe(OH)3沉淀。（3）①王水把Pb氧化時，其中的硝酸被還原得到無色、有毒的氣體B是NO；②Pd：42.4÷106.4=0.4;H:0.8÷1=0.8.所以Pd:H=1:2.由于Pd是+2價，H為+1價，根據(jù)化合物的正負(fù)化合價的代數(shù)和為O，所以還應(yīng)該含有4個-1價的陰離子。它的物質(zhì)的量為0.4mol×4=1.6mol.因此其相對原子質(zhì)量為：（1－42.4%－0.8%）÷（0.4×4）=35.5。所以該離子是Cl-。A的化學(xué)式為H2PdCl4；（4）由題目提供的示意圖可知則王水溶解鈀的適宜的反應(yīng)溫度為80～90℃；反應(yīng)時間約為8小時，含鈀的樣品與王水的質(zhì)量比為1:8。（5）700℃“焙燒1”的目的是除去廢Pd催化劑中的活性炭及有機物雜質(zhì)；550℃“焙燒2”的目的是將Pd(NH3)2Cl2煅燒使之轉(zhuǎn)變?yōu)镻dCl2。

考點：考查廢催化劑制取氯化鈀(PdCl2)的反應(yīng)原理、反應(yīng)條件的選擇、化學(xué)式的確定、方程式的書寫。