美国科学家理查德一海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“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

美国科学家理查德一海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“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

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美国科学家理查德一海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“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,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)废钯催化剂经烘干后,再在700℃的高温下焙烧,焙烧过程中需通入足量空气的原因是______;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H2PdCl4,硝酸还原为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图1~图3所示,则王水溶解钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为______、______、______.

(4)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH34]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:______.
答案
废钯催化剂经烘干后,再在700℃的高温下焙烧,Fe、Pd、有机物被氧气氧化生成氧化物,向氧化物中加入甲酸,甲酸和氧化铁反应生成盐和水,PdO和甲酸发生氧化还原反应生成Pd,滤渣中含有Pd、SiO2,二氧化硅不溶于王水,但Pd能溶于王水生成溶液,同时生成气体,加入浓氨水调节溶液PH沉淀铁离子,得到溶液中中加入盐酸酸析得到沉淀Pd(NH32Cl2 ,通过脱氨等一系列操作得当氯化钯.
(1)废钯催化剂中含有碳单质,碳和氧气反应生成二氧化碳,为了使碳充分燃烧,要通入过量空气;钯被氧气氧化生成PdO,PdO和HCOOH发生氧化还原反应生成Pd、CO2和H2O,反应方程式为PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O,
故答案为:使活性炭充分燃烧而除去;PdO+HCOOH=Pd+CO2↑+H2O;
(2)在反应中Pt元素的化合价变化为0→+4,1个Pt原子的变化数为4,N元素的化合价变化为+5→+2,1个N原子的变化数为3,则为保证化合价升降数相等,然后根据Pt原子个数相等,由N原子,Cl原子守恒,然后再根据原子守恒配氢和氧元素,得3Pt+4HNO3+18HCl═3H2PtCl6+4NO↑+8H2O,
故答案为:3Pt+4HNO3+18HCl═3H2PtCl6+4NO↑+8H2O;
(3)根据图象知,温度越高钯回收率越大,反应时间越长钯回收率越大,钯精渣与王水的质量比越大钯回收率越大,但90℃左右时温度再高钯回收率增大不大;8h后,随着时间的增长,钯回收率增大不大;当钯精渣与王水的质量比为1:8后,再增大钯精渣和王水的质量比,但钯回收率不大,所以适宜条件是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,
故答案为: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)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH34]2+,碱性溶液中铁离子钡沉淀为氢氧化铁,故答案为:Fe(OH)3
(5)在700℃的高温下焙烧,C、Fe,有机物被氧气氧化生成氧化物,除去活性炭和有机物;550℃焙烧2的目的是脱氨将Pd(NH32Cl2变化为PdCl2
故答案为:除去活性炭和有机物;脱氨将Pd(NH32Cl2变化为PdCl2
举一反三
固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种.
为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了以下实验:
①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z;
②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物;
③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀;
④用玻璃棒蘸取溶液Z于广范pH试纸上,试纸呈蓝色.
分析以上实验现象,下列结论正确的是(  )
A.X中一定不存在FeO
B.不溶物Y中一定含有Fe和CuO
C.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3
D.Y中不一定存在MnO2
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高锰酸钾是常用的氧化剂.工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体.如图是实验室制备的操作流程:

上述反应②的化学方程式:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3
已知:
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293K溶解度(g)11133.711.1217
氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂.某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙.

请回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为______(填仪器接口的字母编号)
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞______(请按正确的顺序填入下列步骤的标号).
A.加热反应一段时间B.收集气体并检验其纯度
C.关闭分液漏斗活塞D.停止加热,充分冷却
(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色,该同学据此断,上述实验确有CaH2生成.
①写出CaH2与水反应的化学方程式______;
②该同学的判断不正确,原因是______.
(4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象______(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是______.
如图所示为实验室制取少量硝基苯的装置.根据题意完成下列填空:
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(4)将除去混酸后的粗硝基苯先用冷水洗涤,再用10%碳酸钠溶液洗至不显酸性,最后用水洗至中性.洗涤和分离粗硝基苯的仪器是(填仪器名称)______.检验最后用水洗至中性的操作是______.
(5)经上述洗涤的硝基苯中仍含少量的间二硝基苯等杂质,提纯硝基苯的方法是______.硝基苯有毒,如果少量的液体溅在皮肤上,应用______擦洗.
A.苯B.酒精C.硫酸D.水.
某校科学兴趣小组探究二氧化碳与过氧化钠反应是否有氧气生成,设计了如图的实验装置.B中盛有饱和碳酸氢钠溶液,目的是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,E为收集氧气装置.
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式______
(2)C中盛有试剂是______,目的是______
(3)写出装置D中发生反应的化学方程式______.