Question

（17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）甲酸还原氧化钯的化学方程式为　　　　 　　　　　　       。
（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）钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1～图3所示，则王水溶解钯的适宜条件是：反应温度为　           ，反应时间约为　 ，含钯的样品与王水的质量比为　　 　　　    。

（5）700℃“焙烧1”的目的是　　　　                                ， 550℃“焙烧2”的目的是　　　　　　　　　　　　　                 。

Answer 1

（1）PdO+HCOOHPd+CO₂↑+H₂O；（2）Fe(OH)₃；（3）①NO；②H₂PdCl₄；（4）80～90℃；8h；1:8；（5）除去活性炭及有机物，脱氨[或“将Pd(NH₃)₂Cl₂转变为PdCl₂”]

试题分析：（1）甲酸分子中含有醛基，有还原性，能把氧化钯还原为Pd,它本身被氧化为碳酸，反应的化学方程式为PdO+HCOOHPd+CO₂↑+H₂O；（2）王水有强的氧化性，会把Fe氧化为Fe³⁺,加浓氨水时，钯元素转变为可溶性[Pd(NH₃)₄]²⁺，此时铁元素也会形成Fe(OH)₃沉淀。（3）①王水把Pb氧化时，其中的硝酸被还原得到无色、有毒的气体B是NO；②Pd：42.4÷106.4=0.4;H:0.8÷1=0.8.所以Pd:H=1:2.由于Pd是+2价，H为+1价，根据化合物的正负化合价的代数和为O，所以还应该含有4个-1价的阴离子。它的物质的量为0.4mol×4=1.6mol.因此其相对原子质量为：（1－42.4%－0.8%）÷（0.4×4）=35.5。所以该离子是Cl^-。A的化学式为H₂PdCl₄；（4）由题目提供的示意图可知则王水溶解钯的适宜的反应温度为80～90℃；反应时间约为8小时，含钯的样品与王水的质量比为1:8。（5）700℃“焙烧1”的目的是除去废Pd催化剂中的活性炭及有机物杂质；550℃“焙烧2”的目的是将Pd(NH₃)₂Cl₂煅烧使之转变为PdCl₂。₂)的反应原理、反应条件的选择、化学式的确定、方程式的书写。