Question

【化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)】（15分）

有機(jī)合成中常用的鈀／活性炭催化劑若長期使用，會被鐵、有機(jī)化合物等雜質(zhì)污染而失去活性，成為廢催化劑。一種由廢催化劑制取PdCl2的工藝流程如下：

（1）“焙燒1”通入空氣的目的是使有機(jī)化合物、活性炭等可燃物通過燃燒而除掉，通入空氣過多反而不利于實現(xiàn)目的，其原因是 。

（2）甲酸在反應(yīng)中被氧化為二氧化碳，寫出甲酸與PdO反應(yīng)的化學(xué)方程式：___ 。

（3）加濃氨水時，鈀轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄訹Pd（NH3）4]2+，此時鐵的存在形式是 （寫化學(xué)式）。

（4）加入濃氨水的過程中，需要控制溶液的pH為8～9，實驗室檢測溶液pH的操作方法是： 。

（5）“焙燒2”的目的是： 。

（6）與焙燒2產(chǎn)生的氣體組成元素相同的化合物是 ，該物質(zhì)與空氣形成一種環(huán)保型堿性燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式為______________________________。

（7） Pd中加入王水的反應(yīng)可以表示為Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O（未配平）。其中B為無色有毒氣體，該氣體在空氣中不能穩(wěn)定存在；A中含有三種元素，其中Pd元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42.4%，H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%。則A的化學(xué)式為 。

 

Answer 1

（1）大量的空氣會帶走大量的熱，使反應(yīng)器內(nèi)溫度過低，甚至不能發(fā)生反應(yīng)。（2分）

（2） HCOOH＋PdOPd＋CO2↑＋H2O（2分）

（3）Fe(OH)3（2分）

（4）用潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比色，讀出pH（2分）

（5）脫氨（使 Pd(NH3)2Cl2生成PdCl2）（2分）

（6）N2H4，（1分）N2H4+4OH――4e－==N2↑+4H2O（2分）

（7） H2PdCl4（2分）

【解析】

試題分析：（1）“焙燒1”通入空氣的目的是使有機(jī)化合物、活性炭等可燃物通過燃燒而除掉，若通入空氣過多大量的空氣會帶走大量的熱，使反應(yīng)器內(nèi)溫度過低，甚至不能發(fā)生反應(yīng)。因此反而不利于實現(xiàn)目的；（2）甲酸在反應(yīng)中被氧化為二氧化碳，則甲酸與PdO反應(yīng)的化學(xué)方程式：HCOOH＋PdOPd＋CO2↑＋H2O；（3）當(dāng)加濃氨水時，溶液中的Fe3+就會發(fā)生沉淀反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，其反應(yīng)的兩種方程式是：Fe3++3 NH3·H2O= Fe(OH)3↓+3NH4+；（4）加入濃氨水的過程中，需要控制溶液的pH為8～9，實驗室檢測溶液pH的操作方法是用潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴在pH試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比色，讀出pH；（5）“焙燒2”的目的是使 Pd(NH3)2Cl2生成PdCl2，即進(jìn)行脫氨處理；（6）與焙燒2產(chǎn)生的氣體NH3組成元素相同的化合物是N2H4，該物質(zhì)與空氣形成一種環(huán)保型堿性燃料電池，其負(fù)極是N2H4失去電子被氧化，反應(yīng)式為N2H4+4OH――4e－==N2↑+4H2O；（7） Pd中加入王水的反應(yīng)可以表示為Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O（未配平）。其中B為無色有毒氣體，該氣體在空氣中不能穩(wěn)定存在；則B是NO；A中含有三種元素，其中Pd元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42.4%，H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%。根據(jù)前邊的知識可知在反應(yīng)中Pd反應(yīng)后變?yōu)?2價，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降總數(shù)相等可知：方程式中Pd和硝酸的系數(shù)分別是3、2；根據(jù)元素的原子守恒，結(jié)合化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為0可知在A中含有的元素是Pd、H、Cl，假設(shè)總質(zhì)量是100,它們的個數(shù)比為：n(Pd)：n(H):n(Cl)=(42.4÷106): (0.8÷1):[(100-42.4－0.8)÷35.5] = 0.4:0.8: 1.6=1：2：4，所以A的化學(xué)式為H2PdCl4。

考點：考查實驗操作的目的、方法、溶液pH的檢驗方法、化學(xué)方程式和離子方程式的書寫、燃料電池的各種原理及物質(zhì)化學(xué)式的確定的知識。