Question

工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al₂O₃，还含有少量Pd)回收Al₂(SO₄)₃及Pd的流程如下：

(1)Al₂(SO₄)₃溶液蒸干灼烧后所得物质的化学名称是___________。

(2)焙烧时Al₂O₃与(NH₄)₂SO₄反应的化学方程式为___________。

水浸与中和步骤得到溶液的操作方法是___________。

(3)浸液Y中含Pd元素的溶质是___________ (填化学式)。

(4)“热还原”中每生成1molPd生成的气体的物质的量为___________ (已知热还原得到的固体只有Pd)。

(5)Pd是优良的储氢金属，其储氢原理为2Pd(s)+xH₂(g)==2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8。已知： Pd的密度为12g·cm^-3，  则10.6cm³Pd能储存标准状况下H2的最大体积为___________L。

(6)铝的阳极氧化法是将铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，加入α-羟基丙酸、丙三醇后进行电解，可观察到铝的表面会形成一层致密的氧化膜。

①写出电解时阳极的电极反应式：______________________ 。

②电解过程中α-羟基丙酸、丙三醇的作用可能是______________________。

Answer

硫酸铝 3(NH4)2SO4+Al2O3高温Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑ 过滤 H2PdCl6 8mol 10.752 2Al+3H2O-6e-==Al2O3+6H+ 抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)

【解析】

废催化剂（主要成分为Al2O3，少量Pd），硫酸铵焙烧得到气体X为氨气，产物水浸过滤得到硫酸铝溶液，滤渣Pd加入浓硝酸和浓盐酸酸浸生成二氧化氮，浸液Y是Pd溶于王水生成，Pd+6HCl+4HNO3H2PdCl6+4NO2↑+4H2O，Y为H2PdCl6，通入氨气中和过滤得到滤渣（NH4）2PdCl6，被氢气还原得到Pd。

(1)Al2（SO4）3溶液中水解生成氢氧化铝和硫酸，加热蒸发，硫酸是难挥发性酸，蒸出的为水，得到硫酸铝固体；

答案： 硫酸铝

(2)从流程中得知，反应物为(NH4)2SO4和Al2O3，生成物包括NH3和Al2(SO4)3，不难推出还有另一个生成物水，注意条件高温不要漏了；水浸后分离出滤渣和溶液，所以操作为过滤；

答案：3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑ 过滤

(3)氨气中和后生成滤液(NH4)2SO4，所以往前推理Y中含Pd的溶质为H2PdCl6；

答案：H2PdCl6

(4)（NH4）2PtCl6+2H2Pt+2NH3↑+6HCl↑，热还原得Pd，生成1molPd，则还有2mol氨气和6molHCl，故气体物质的量为8mol；

答案：8mol

(5)本题利用化学计量知识计算，m＝ρV，n＝m/M，得n（Pd）=1.2mol，x最大值为0.8，则令x＝0.8，参与反应氢气为0.48mol，故标准状况下气体体积为10.752L。

答案：10.752

(6)①阳极反应方程式为铝失去电子，生成氧化膜氧化铝，反应式为2Al+3H2O-6e-==Al2O3+6H+；

答案：2Al+3H2O-6e-==Al2O3+6H+

②因为实验目的是观察氧化膜的形成，所以添加物的目的要从保持氧化膜的角度考虑即可，答案可以是抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)；

答案：抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)