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【题目】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)3Pd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(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 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______________________

【答案】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YPd溶于王水生成,Pd+6HCl+4HNO3H2PdCl6+4NO2+4H2OYH2PdCl6,通入氨气中和过滤得到滤渣(NH42PdCl6,被氢气还原得到Pd

(1)Al2SO43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)2SO4Al2O3,生成物包括NH3Al2(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)NH42PtCl6+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,mρVnm/M,得nPd=1.2molx最大值为0.8,则令x0.8,参与反应氢气为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)

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