Question

【化學——選修2：化學與技術】（15分）

有機合成中常用的鈀／活性炭催化劑若長期使用，會被鐵、有機化合物等雜質污染而失去活性，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目的，其原因是 。

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

（3）加濃氨水時，鈀轉變為可溶性[Pd（NH3）4]2+，此時鐵的存在形式是 （寫化學式）。

（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產生的氣體組成元素相同的化合物是 ，該物質與空氣形成一種環保型堿性燃料電池，其負極反應式為______________________________。

（7） Pd中加入王水的反應可以表示為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定存在；A中含有三種元素，其中Pd元素的質量分數為42.4%，H元素的質量分數為0.8%。則A的化學式為 。

 

Answer 1

（1）大量的空氣會帶走大量的熱，使反應器內溫度過低，甚至不能發生反應。（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，與標準比色卡比色，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，使反應器內溫度過低，甚至不能發生反應。因此反而不利于實現目的；（2）甲酸在反應中被氧化為二氧化碳，則甲酸與PdO反應的化學方程式：HCOOH＋PdOPd＋CO2↑＋H2O；（3）當加濃氨水時，溶液中的Fe3+就會發生沉淀反應產生Fe(OH)3沉淀，其反應的兩種方程式是：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，與標準比色卡比色，讀出pH；（5）“焙燒2”的目的是使 Pd(NH3)2Cl2生成PdCl2，即進行脫氨處理；（6）與焙燒2產生的氣體NH3組成元素相同的化合物是N2H4，該物質與空氣形成一種環保型堿性燃料電池，其負極是N2H4失去電子被氧化，反應式為N2H4+4OH――4e－==N2↑+4H2O；（7） Pd中加入王水的反應可以表示為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定存在；則B是NO；A中含有三種元素，其中Pd元素的質量分數為42.4%，H元素的質量分數為0.8%。根據前邊的知識可知在反應中Pd反應后變為+2價，根據氧化還原反應中化合價升降總數相等可知：方程式中Pd和硝酸的系數分別是3、2；根據元素的原子守恒，結合化合物中正負化合價的代數和為0可知在A中含有的元素是Pd、H、Cl，假設總質量是100,它們的個數比為：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、化學方程式和離子方程式的書寫、燃料電池的各種原理及物質化學式的確定的知識。