题目内容

【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()))回收硫酸铝及Pd的流程如下:

回答下列问题:

1)将硫酸铝溶液蒸发浓缩后,冷却得到十八水合硫酸铝固体,该固体的化学式为___

2)焙烧时Al2O3(NH4)2SO4反应的化学方程式为___

3)王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为___的混合物。王水不稳定,加热时能生成亚硝酰氯(NOCl)和氯气,该反应的化学方程式为___

4)浸液Y中含Pd元素的溶质是H2PdCl6(氯钯酸),则“酸浸”时反应的化学方程式为___

5)若“热还原”中得到的固体只有Pd,每生成1molPd时生成的气体的物质的量为___

6Pd是优良的储氢金属,其储氢原理为2Pds+xH2g)═2PdHxs),其中x的最大值为0.8。已知:Pd的密度为12gcm3,则21.2cm3Pd能储存标准状况下H2的最大体积为___L

【答案】Al2(SO4)3·18H2O 3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3+3H2O 13 HNO3() +3HCl()NOCl↑+Cl2↑+2H2O Pd+6HCl+4HNO3=H2PdCl6+4NO2+4H2O 8mol 21.504

【解析】

废催化剂和硫酸铵反应生成氨气和硫酸铝,滤渣Pd和王水反应根据氧化还原反应来书写方程式,以及王水相互反应,利用已知信息写出(NH4)2PdCl6 H2反应得出生成气体的物质的量,再利用关系式计算Pd吸收氢气的体积。

⑴将硫酸铝溶液蒸发浓缩后,冷却得到十八水合硫酸铝固体,结晶水写在最后,并要用小圆点隔开,该固体的化学式为Al2(SO4)3·18H2O

故答案为:Al2(SO4)3·18H2O

⑵根据前后联系,得出焙烧时Al2O3(NH4)2SO4反应的化学方程式为3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑

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

⑶王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比为1:3的混合物。王水不稳定,加热时能生成亚硝酰氯(NOCl)和氯气,HNO3()化合价降低变为NOCl,则盐酸化合价升高变为氯气,因此该反应的化学方程式为HNO3() +3HCl()NOCl↑+Cl2↑+2H2O

故答案为:HNO3() +3HCl()NOCl↑+Cl2↑+2H2O

⑷浸液Y中含Pd元素的溶质是H2PdCl6(氯钯酸),再根据图中信息,在生成H2PdCl6(氯钯酸)的同时还生成了二氧化氮,因此酸浸时反应的化学方程式为Pd+6HCl+4HNO3 = H2PdCl6+4NO2↑+4H2O

故答案为:Pd+6HCl+4HNO3=H2PdCl6+4NO2↑+4H2O

⑸若热还原中得到的固体只有Pd,根据(NH4)2PdCl6 + 2H2 = Pd + 6HCl+ 2NH3↑反应,每生成1mol Pd时生成的气体的物质的量为8 mol

故答案为:8 mol

Pd是优良的储氢金属,其储氢原理为2Pds+xH2g═2PdHxs),其中x的最大值为0.8。已知:Pd的密度为12gcm3,则21.2cm3Pd质量m = 21.2cm3×12gcm3=254.4g,其物质的量

解得x = 2.4mol0.8mol÷2mol=0.96 mol

能储存标准状况下H2的最大体积为

故答案为21.504 L

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