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【化学——选修2:化学与技术】(15分)

有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:

(1)“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉,通入空气过多反而不利于实现目的,其原因是 。

(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式:___ 。

(3)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是 (写化学式)。

(4)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室检测溶液pH的操作方法是: 。

(5)“焙烧2”的目的是: 。

(6)与焙烧2产生的气体组成元素相同的化合物是 ,该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池,其负极反应式为______________________________。

(7) Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为 。

 

(1)大量的空气会带走大量的热,使反应器内温度过低,甚至不能发生反应。(2分)

(2) HCOOH+PdOPd+CO2↑+H2O(2分)

(3)Fe(OH)3(2分)

(4)用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,与标准比色卡比色,读出pH(2分)

(5)脱氨(使 Pd(NH3)2Cl2生成PdCl2)(2分)

(6)N2H4,(1分)N2H4+4OH――4e-==N2↑+4H2O(2分)

(7) H2PdCl4(2分)

【解析】

试题分析:(1)“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉,若通入空气过多大量的空气会带走大量的热,使反应器内温度过低,甚至不能发生反应。因此反而不利于实现目的;(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,则甲酸与PdO反应的化学方程式:HCOOH+PdOPd+CO2↑+H2O;(3)当加浓氨水时,溶液中的Fe3+就会发生沉淀反应产生Fe(OH)3沉淀,其反应的两种方程式是:Fe3++3 NH3·H2O= Fe(OH)3↓+3NH4+;(4)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室检测溶液pH的操作方法是用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,与标准比色卡比色,读出pH;(5)“焙烧2”的目的是使 Pd(NH3)2Cl2生成PdCl2,即进行脱氨处理;(6)与焙烧2产生的气体NH3组成元素相同的化合物是N2H4,该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池,其负极是N2H4失去电子被氧化,反应式为N2H4+4OH――4e-==N2↑+4H2O;(7) Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;则B是NO;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。根据前边的知识可知在反应中Pd反应后变为+2价,根据氧化还原反应中化合价升降总数相等可知:方程式中Pd和硝酸的系数分别是3、2;根据元素的原子守恒,结合化合物中正负化合价的代数和为0可知在A中含有的元素是Pd、H、Cl,假设总质量是100,它们的个数比为:n(Pd):n(H):n(Cl)=(42.4÷106): (0.8÷1):[(100-42.4-0.8)÷35.5] = 0.4:0.8: 1.6=1:2:4,所以A的化学式为H2PdCl4。

考点:考查实验操作的目的、方法、溶液pH的检验方法、化学方程式和离子方程式的书写、燃料电池的各种原理及物质化学式的确定的知识。

 

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