钯是一种重要的贵金属.自然界中常以伴生矿和二次形态存在.提取.分离.提纯和回收工作显得很为重要.溶剂萃取法易实现工业化作业.萃取剂容易回收利用．回收钯的中间物常以PdCl42-形态存在于溶液中.利用某些含硫萃取剂可以有效地将钯与其它贵.贱金属分离.如二丁基硫醚的煤油溶液对钯(Ⅱ)的萃取率＞99.9%.而此时钯和铂的分离系数达到1578.与铜.铁和镍等的分离系数均高� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

钯是一种重要的贵金属，自然界中常以伴生矿和二次形态存在，提取、分离、提纯和回收工作显得很为重要，溶剂萃取法易实现工业化作业，萃取剂容易回收利用．回收钯的中间物常以PdCl₄^2-形态存在于溶液中，利用某些含硫萃取剂可以有效地将钯与其它贵，贱金属分离，如二丁基硫醚（以A表示）的煤油溶液对钯（Ⅱ）的萃取率＞99.9%，而此时钯和铂的分离系数达到1578，与铜、铁和镍等的分离系数均高于7500，可有效地将贱金属分离．图1是在固定酸度、钯浓度、A浓度和相比的条件下lgD～lg[Cl^-]的关系，图2是在固定酸度、钯浓度、Cl^-浓度和相比时lgD～lg[A]的关系．整个萃取过程中钯（Ⅱ）的配位数和温度保持不变．（注：D为分配系数，其值指有机相中金属组分浓度与平衡水相中金属组分浓度之比）

（1）推断萃取配合物的化学组成（列出推断过程）及写出萃取钯的化学反应方程式．
（2）写出萃取配合物的结构式及其异构体．
（3）简述A能高效萃取钯的原因．
（4）萃取过程属什么反应类型．

考点：配合物的成键情况,物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）设萃取剂A萃取钯（Ⅱ）的化学反应方程式为：PdCl₄^2-_（W）+nA_（0）→PdCl_X?nA_（0）+（4-x）Cl^-（W），根据K_ex计算公式求出x和n值；
（2）萃取配合物PdCl₂?2A_（0）属于平面结构，存在两种同分异构体；
（3）根据SHAB法则，Pd（Ⅱ）属软酸，S原子属软碱，匹配性好，形成的配合物很稳定，其次，萃合物为中性配合物，根据相似相溶原理，有利于萃取反应进行；
（4）萃取反应为PdCl₄^2-_（W）+nA_（0）→PdCl_X?nA_（0）+（4-x）Cl^-（W），属于配体取代反应．

解答： 解：（1）设萃取剂A萃取钯（Ⅱ）的化学反应方程式为：PdCl₄^2-_（W）+nA_（0）→PdCl_X?nA_（0）+（4-x）Cl^-（W）
K_ex=

PdClx?nA(0)[Cl-]4-x(W)

[PdCl42-(W)[A]n(0)

，
按分配比定义，则K_ex=D×

[Cl-]4-x(W)

[A]n(0)

，
整理后得D=K_ex×[A]n(0)×

[Cl-]4-x(W)

lgD=lgK_ex+nlg[A]-（4-x）lg[Cl^-]，
在恒定温度下lgK_ex为常数．根据图1和图2可求出直线斜率分别为-1.9和2.1，取整数为-2和2，故x=2，n=2，
答：PdCl₄^2-_（W）+2A_（0）?PdCl₂?2A_（0）+2Cl^-（W）；
（2）萃取配合物PdCl₂?2A_（0）结构式为

，属于平面结构，故其同分异构体为

，
答：

；

；
（3）根据SHAB法则，Pd（Ⅱ）属软酸，S原子属软碱，匹配性好，形成的配合物很稳定，其次，萃合物为中性配合物，根据相似相溶原理，有利于萃取反应进行，
答：根据SHAB法则，Pd（Ⅱ）属软酸，S原子属软碱，匹配性好，形成的配合物很稳定，其次，萃合物为中性配合物，根据相似相溶原理，有利于萃取反应进行；
（4）萃取反应为PdCl₄^2-_（W）+nA_（0）→PdCl_X?nA_（0）+（4-x）Cl^-（W），属于配体取代反应，
答：配体取代反应．

点评：本题通过钯的萃取考查了配合物的成键情况以及物质分离、提纯方法的选择与应用，难度大，注意K_ex的理解与应用．