Question

【题目】一种从乙醛工业中产生的废钯（Pd）催化剂（钯5-6%，炭93-94%，铁、铜、锌、镍1-2%）中提取PdCl2和CuCl2的工艺流程如图所示：

已知：钯、铜、锌、镍可与氨水形成Pd(NH3)42+等络离子。请回答：

（1）“焚烧”的主要目的为______________，实验室中可在______________（填仪器名称）中模拟该过程。

（2）“酸溶”时，Pd转化为PdCl2，其化学方程式为______________；该过程需控温70-80℃，温度不能太低或太高的原因为______________。

（3）“络合”时，溶液的pH需始终维持8-9，则络合后溶液中含铁离子的浓度≦______________。（已知：Fe（OH）2、Fe（OH）3的Ksp甲分别为4×10-17、2.8×10-39）

（4）“酸析”时生成沉淀的离子方程式为______________。

（5）流程中回收得到的PdCl2和CuC12在乙烯直接氧化制乙醛的催化体系中联合发挥作用，反应机理如下：

i.；

ii.______________；

iii.。

ii的化学方程式为______________。

（6）上述提取PdCl2和CuCl2方案的缺点是______________（写出一条即可）。

Answer 1

【答案】除去炭减少酸溶时王水的用量 坩埚 温度太低反应速率过慢，温度太高王水易分解挥发 使用腐蚀性强的王水对设备要求高或产生的 有污染

【解析】

将Pd废催化剂焚烧，可以除去废催化剂中的C，溶于王水，可将金属单质转化为离子形式，以便在溶液中进行后续操作，已知钯、铜、锌、镍可与氨水形成Pd（NH3）42+等络离子，所以加入氨水后，Fe元素以 的形式沉淀，溶液中的其他元素以络离子的形式存在于溶液中，加入盐酸后，酸析，可得到 沉淀，经过一系列操作后得到 。

（1）焚烧的目的是为了将废钯催化剂中含量93%的C除去，可以减少后续操作中王水的用量；实验室中使用坩埚来灼烧固体，所以实验室中可在坩埚中模拟该过程。

（2）“酸溶”时，Pd被氧化为PdCl2，根据流程图可知，酸溶时的还原产物为NOCl，其化学方程式为，该过程需控温70-80℃，温度过低会，导致反应速率比较慢，温度过高时，王水会挥发分解。

（3）加入王水后，溶液中铁元素以 形式存在，加氨水络合后，溶液 维持在 ，当 时， 最大，最大为 ，故络合后含铁离子浓度 。

（4）酸析时溶液中 离子结合 形成 沉淀，则离子方程式为：。

（5）乙烯氧化为乙醛的化学方程式为 为反应机理ⅰ、ⅱ、ⅲ的加和方程式，故机理ⅱ的化学方程式为：。

（6）上述提取 和 方案的缺点是使用腐蚀性强的王水对设备要求高或产生的 有污染。