Question

【化学——选修2：化学与技术】（15分）

   有机合成中常用的钯／活性炭催化剂若长期使用，会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性，成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl₂的工艺流程如下：

（1）“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉，通入空气过多反而不利于实现目的，其原因是                         。

（2）甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，写出甲酸与PdO反应的化学方程式：___                。

（3）加浓氨水时，钯转变为可溶性[Pd（NH₃）₄]²⁺，此时铁的存在形式是                （写化学式）。

（4）加入浓氨水的过程中，需要控制溶液的pH为8～9，实验室检测溶液pH的操作方法是：       。

（5）“焙烧2”的目的是：                                               。

（6）与焙烧2产生的气体组成元素相同的化合物是                              ，该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池，其负极反应式为______________________________。

（7） Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCl+HNO₃→A+B↑+H₂O（未配平）。其中B为无色有毒气体，该气体在空气中不能稳定存在；A中含有三种元素，其中Pd元素的质量分数为42.4%，H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为                       。

Answer

（1）大量的空气会带走大量的热，使反应器内温度过低，甚至不能发生反应。（2分）

（2） HCOOH＋PdOPd＋CO2↑＋H2O（2分）

（3）Fe(OH)3（2分）

（4）用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，与标准比色卡比色，读出pH（2分）

（5）脱氨（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】

试题分析：（1）“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉，若通入空气过多大量的空气会带走大量的热，使反应器内温度过低，甚至不能发生反应。因此反而不利于实现目的；（2）甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，则甲酸与PdO反应的化学方程式：HCOOH＋PdOPd＋CO2↑＋H2O；（3）当加浓氨水时，溶液中的Fe3+就会发生沉淀反应产生Fe(OH)3沉淀，其反应的两种方程式是：Fe3++3 NH3·H2O= Fe(OH)3↓+3NH4+；（4）加入浓氨水的过程中，需要控制溶液的pH为8～9，实验室检测溶液pH的操作方法是用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，与标准比色卡比色，读出pH；（5）“焙烧2”的目的是使 Pd(NH3)2Cl2生成PdCl2，即进行脱氨处理；（6）与焙烧2产生的气体NH3组成元素相同的化合物是N2H4，该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池，其负极是N2H4失去电子被氧化，反应式为N2H4+4OH――4e－==N2↑+4H2O；（7） Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O（未配平）。其中B为无色有毒气体，该气体在空气中不能稳定存在；则B是NO；A中含有三种元素，其中Pd元素的质量分数为42.4%，H元素的质量分数为0.8%。根据前边的知识可知在反应中Pd反应后变为+2价，根据氧化还原反应中化合价升降总数相等可知：方程式中Pd和硝酸的系数分别是3、2；根据元素的原子守恒，结合化合物中正负化合价的代数和为0可知在A中含有的元素是Pd、H、Cl，假设总质量是100,它们的个数比为：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的化学式为H2PdCl4。

考点：考查实验操作的目的、方法、溶液pH的检验方法、化学方程式和离子方程式的书写、燃料电池的各种原理及物质化学式的确定的知识。