题目内容
美国科学家理查德·海克和日本科学家根岸英一、伶木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得诺贝尔化学奖。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,需对其再生回收,一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:![]()
(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。
(2)钯在王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3)中转化为H2PdC14,硝酸被还原为NO,该反应的化学方程式为: 。
(3)钯精渣中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下图1—图3所示,则王水溶液钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为 、 、 。![]()
(4)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)
(5)700℃焙烧1的目的是: ;550℃焙烧2的目的是: 。
(15分)(1)PdO+HCOOH
Pd+CO2↑+H2O(3分)
(2)3Pd+12HCl+2HNO3=3H2PdCl4+2NO↑+4H2O(3分)
(3)80~90℃(或90℃左右)、反应时间约为8h、钯精渣与王水的质量比为1:8(3分)
(4)Fe(OH)3(2分)
(5)除去活性炭及有机物(2分);脱氨(将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2)(2分)
解析试题分析:(1)氧化钯的还原产物是Pd,而甲酸的氧化产物是CO2,所以甲酸还原氧化钯的化学方程式为)PdO+HCOOH
Pd+CO2↑+H2O。
(2)根据原子守恒可知,反应中还有水生成,因此反应的化学方程式是3Pd+12HCl+2HNO3=3H2PdCl4+2NO↑+4H2O。
(3)根据图1可知,80~90℃回收率最高。根据图2可知,反应进行到8h后,回收率几乎不再发生变化。根据图3可知,钯精渣与王水的质量比为1:8是回收率最高,所以王水溶液钯精渣的适宜条件是80~90℃(或90℃左右)、反应时间约为8h、钯精渣与王水的质量比为1:8。
(4)氨水溶液显碱性,所以铁的主要存在形式是Fe(OH)3。
(5)由于催化剂中含有活性炭以及有机物,所以700℃焙烧1的目的是除去活性炭及有机物;由于要把Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2,所以550℃焙烧2的目的是脱氨(将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2)。
考点:考查氧化还原反应方程式的书写;反应条件的控制;物质的分离与提纯等
实验室里迅速制备少量氯气可利用以下反应:
KMnO4+ HCl
KCl + MnCl2 + Cl2↑ + H2O
(1)请配平上述化学方程式,并在上面用“双线桥法” 标明电子转移的方向和数目:
(2)该反应的氧化产物是 ,KMnO4发生 反应。
(3)HCl在上述反应中显示出来的性质是 。
| A.氧化性 | B.还原性 | C.酸性 | D.碱性 |
二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备ClO2的反应原理常采用:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______(填序号)。
| A.只有还原性 | B.还原性和酸性 | C.只有氧化性 | D.氧化性和酸性 |
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图示意用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式: 。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因 。
ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN- a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种气体,其离子反应方程式为 ,处理100 m3这种污水,至少需要ClO2 _______mol。
仔细阅读下列三段文字
①由稀有气体元素Xe(氙)与氧元素形成的一种共价化合物XeO3极不稳定,易转化为单质而呈强氧化性。将适量的XeO3投入含Mn2+的水溶液中,溶液逐渐变为紫红色且pH不断减小。
②将0.08 mol KMnO4固体(质量为12.64 g)加热一段时间后,收集到a mol O2;向反应后残留的固体中加入足量的浓盐酸,又收集到b mol Cl2,此时Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。
③氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:Cl2+2e- =2Cl- 。
回答问题:
(1)试写出①有关的离子方程式:________________________________________________。
(2)请配平②的化学方程式:
____KMnO4+____HCl -______KCl+ _____MnCl2+_____Cl2↑+____ H2O
通过对第②段文字中提供的数据进行计算可得出:a +b的最大值为 ____ ,a +b最小值为_____。
(3)下列四种物质中能使③中的还原过程发生的物质是________。
| A.Na2CO3 | B.KMnO4 | C.XeO3 | D.Na2SO3 |
“低碳循环”引起世界各国的高度关注,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,更是引起了全世界的普遍重视。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请配平该反应的化学方程式:(将化学计量数按顺序填在答题卷上)
___C+____KMnO4+____H2SO4→___CO2↑+____MnSO4+____K2SO4+___H2O
(2)将不同最的CO(g)和H2O(g)分别通人到容积为2L的恒容密闭容器中,进行如下反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) 得到表中三组数据
| 实验 | 温度℃ | 起始量/mol | 平均量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
| CO | H2O | H2 | CO | |||
| 1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
| 2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
| 3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1中以v (CO2)表示的反应速率为____(取二位小数,下同)。
②实验3条件下,反应物和生成物的起始量、平衡量都不知道,欲计算该条件下的化学平衡常数可以利用实验____的数据进行,其K=____。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(I)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO(g) △H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(I) △H=-44.0kJ/mol
写出甲醇(CH2OH)不宪全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_ 。
某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应的实质。设计了如下图所示装置进行实验.
已知:1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1。![]()
请回答:
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为 。
(2)实验前鼓入N2的目的是 。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是________,说明SO2具有________性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因。
观点1:SO2与Fe3+反应;
观点2:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①若观点1正确,除产生沉淀外,还应观察到的现象是 。
②按观点2,装置B中反应的离子方程式是 ,
③有人认为,如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验,也可验证观点2是否正确。此时应选择的最佳试剂是(填序号) 。
| A.1 mol/L稀硝酸 |
| B.1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 |
| C.6.0 mol/L NaNO3溶液和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液 |
| D.3.0 mol/L NaNO3溶液和0.1mol/L硫酸等体积混合的溶液 |