Question

钯（Pd）是一种不活泼金属，性质与铂相似．在科研和工业生产中，含钯催化剂不仅用途广泛，且用量大，因此从废催化剂中回收钯具有巨大的经济效益．已知废催化剂的主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌．工业上采用如下流程从废催化剂中提取钯．

（1）气体I的化学式为______，酸溶I的目的是______．
（2）王水指是浓硝酸和浓盐酸组成的混合物，其体积比为______．残渣与王水发生的反应有：
a．Pd+HCl+HNO₃→…
b．______（写出化学方程式并配平）．
（3）若用足量的烧碱吸收气体II，请写出吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、______、______、______．
（4）写出用NaHCO₃调节pH值时发生反应的离子方程式：______．使用甲醛还原钯的化合物时，溶液须保持碱性，否则会造成甲醛的额外损耗，原因是______．
（5）操作I的名称是______，溶液I可能含有的有机离子为______．
（6）有人提出，在进行酸溶前最好先将废催化剂在700℃下进行灼烧，同时不断通入空气，其目的是______．

Answer 1

解：（1）铁和锌能与盐酸反应产生氢气；废催化剂的主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌，而实验的目的是从废催化剂中提取钯，所以酸溶I的目的是除去铁、锌等杂质，
故答案为：H₂；除去铁、锌等杂质；
（2）王水是浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物，浓硝酸具有氧化性，能将碳氧化生成二氧化碳，本身被还原成一氧化氮，反应的方程式为：C+4HNO₃═CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案为：1：3；C+4HNO₃═CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（3）氢氧化钠与二氧化氮、二氧化碳反应的方程式：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O 同时氢氧化钠过量，所以吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、NaNO₃、NaNO₂、Na₂CO₃，故答案为：NaNO₃；NaNO₂；Na₂CO₃；
（4）NaHCO₃能和盐酸发生反应，离子方程式为：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，甲醛具有还原性，酸性条件下，甲醛会被硝酸氧化，
故答案为：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；酸性条件下，甲醛会被硝酸氧化；
（5）金属钯不溶于水，利用过滤的方法分离，甲醛会被硝酸氧化生成甲酸，所以溶液I可能含有的有机离子为HCOO^-，
故答案为：过滤；HCOO^-；
（6）废催化剂中的含有活性炭，不断通入空气，能除去活性炭，同时减少王水的消耗，故答案为：除去废催化剂中的活性炭，减少王水的消耗．
分析：（1）根据铁和锌能与盐酸反应产生氢气；根据实验的目的以及废催化剂的主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌；
（2）根据王水的组成；根据浓硝酸具有氧化性，能将碳氧化生成二氧化碳，本身被还原成二氧化氮；
（3）根据氢氧化钠与二氧化氮、二氧化碳反应的方程式以及氢氧化钠过量来分析；
（4）根据NaHCO₃能和盐酸发生反应；根据甲醛具有还原性；
（5）根据金属钯不溶于水；根据甲醛会被硝酸氧化生成甲酸；
（6）根据废催化剂中的含有活性炭，不断通入空气，能除去活性炭，同时减少王水的消耗．
点评：本题以从废催化剂中提取钯为背景，考查了金属的性质、物质的分离、化学方程式的书写，难度不大．