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(12分)美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用,催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdCl2)的工艺流程如下:

(1)甲酸在反应中的作用是                (选填:“氧化剂”或“还原剂”);
(2)加浓氨水时,钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁元素的存在形式是         (写化学式);
(3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合而成的,钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。
①气体B的化学式为            
②经测定,化合物A由3种元素组成,有关元素的质量分数为Pd:42.4%,H:0.8%。则A的化学式为                    
(4)700℃“焙烧1”的目的是               ,550℃“焙烧2”的目的是               
(12分)
(1)还原剂(2分)      (2)Fe(OH)3(2分)
(3)① NO(1分)    ② H2PdCl4(3分)
(4)除去活性炭及有机物(2分);脱氨[或“将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2”] (2分)。
练习册系列答案
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(14分)近年来,随着我国经济的快速发展,对电力的需求越来越高,这也促进了我国电力工业高速发展,但我国电力结构中,火电比重非常大,占发电装机总容量的75%以上,且火电比重还在逐年上升。火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH2=-1160kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:                            
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);ΔH3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如右图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3   0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是    (填字母代号)。
A.第10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5mol·L-1
B.0~10min内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(L·min)
C.达到平衡时,氢气的转化率为0.75
D.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③甲醇碱性燃料电池工作时负极的电极反应式可表示为                  
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1,则该反应的化学方程式为:                                       
(4)硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其中原因可用一个离子方程式表示为:                                 ;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中:c(Na)+c(H)  c(NO)+c(OH)(填写“>”“=”或“<”)。
[化学——选修化学与技术](15分)
硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在           的郊区(填选项的标号)
A.有丰富黄铁矿资源的城市B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)据测算,接触法制硫酸过程中,若反应热都未被利用,则每生产1t 98%硫酸需消耗3.6×105kJ能量。请通过计算判断,若反应:SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g);△H=-98.3kJ·mol1;放出的热量能在生产过程中得到充分利用,则每生产1t98%硫酸只需外界提供(或可向外界输出)          千焦能量;
(3)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,煅烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为                                              。
(4)由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
600
620
640
660
矿渣中CuSO4的质量分数/%
9.3
9.2
9.0
8.4
已知CuSO4在低于660℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因                                                      。
(15分)高纯氧化铁(α—Fe2O3)是现代电子工业的重要材料。实验室用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO,还含有SiO2等杂质)为原料制备高纯氧化铁的步骤如下:

回答下列问题:
  (1)上述实验所涉及的反应中,有一个反应既属于化合反应,又属于氧化还原反应。写出该反应的离子方程式:               
(2)实验室欲用18.4mol·L-1的浓硫酸配制100mL 5.0mol·L-1的硫酸
溶液,所用的玻璃仪器胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外,还有
         (填写仪器名称)。
(3)某同学用右图所示装置进行过滤操作。
①请指出其中的错误之处:                     
②过滤后,洗涤过滤器中少量沉淀的方法是             
(4)某同学用下图所示装置(尾气吸收装置未画出)实验向溶液Y中通入NH3和CO2

①下列为实验室制备NH3和CO2的备选药品:
a.NH4Cl    b.CaCO3(块状)   c.Ca(OH)2    d.NaOH
e.浓氨水    f.稀盐酸     g.稀硫酸
则上述装置A处的试管中所放药品的最佳选择为         (用药品序号填空);装置D处药品的最佳选择为           (用药品序号填空)。
②下列各项制备实验中,也可利用装置D处仪器完成的是       (填序号)。
A.MnO2与浓盐酸反应制备Cl2
B.Cu与浓硫酸反应生成SO2
C.由KMnO4分解制O2
D.乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯
E.Zn与稀硫酸反应制备H2
③写出上述装置A处的试管中所发生反应的化学方程式                   
④若通入一定量的NH3和CO2后,装置C处的溶液中只含有S、N、H、O四种元素。用pH试纸测定该溶液pH的方法是                   ;若该溶液呈中性,则溶液中的NH+4和SO2-4的物质的量浓度间的数量关系为     。(离子的浓度用符号[NH+4]和[SO2-4]表示)

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