题目
26.(14分)记(Pd)是一种责金属,活性炭我把催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业,但使用过程中因-|||-生成难溶于酸的P dO而失活。种从废把催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、 -(Al)_(2)(O)_(2) 及少量Fe、-|||-Cu等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图:-|||-空气 甲酸溶液 浓盐酸、N aClO3 洗脱剂 能氨水 N3H4-|||-废记-|||-复化剂 → 错烧 还原 把流 段取 离子交换 洗脱 沉呢 还原 海绵记-|||-除余-|||-滤液 a-4b0 流幽液-|||-已知:1.阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为 -Cl+M'=R-M+CI,-|||--Na+N'=2R-N+Na' R一表示树脂的有机成分)。-|||-Ⅱ."沉钯"时得到氯钯酸铵[(NH4)2P dCl4]因体,不溶于冷水,可溶于稀盐酸。-|||-请回答下列问题:-|||-(1)进行"焙烧"的目的是 __-|||-(2)←浸取"时,加入N aClO3有利于Pd的溶解.生成的四氯合钯(Ⅱ)酸(H2PdCl4)为二元强酸。加入浓盐酸-|||-和NaClO3后主要反应的离子方程式: __-|||-(3)"离子交换除余"应使用 __ (填"阳离子"或"阴离子")树脂.-|||-(4)"还原"过程N2H转化为N2,在反应器出口处器壁内侧有白色晶体牛成,该过程发生的化学方程式为-|||-__ 且该反应的副产物可循环利用至 __-|||-环节(填环节名称)。-|||-(5)研究表明有些过渡金属型氢化物能高效的储存和输送氢能源,如LaH2,下ra1n,已知标准状况下,1-|||-体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气钯粉的密度为 .64g(cm)^3, 相对原子质量为106.4)试写出钯(Pd)-|||-的氢化物的化学式 __ 在第二步还原过程中,也可用H2代替N H4进行热还原,例消耗-|||-的H2质量比理论值略高,其原因是 __
题目解答
答案
解析
步骤 1：焰烧的目的
焰烧的目的是除去混合物中的有机物和活性炭，同时将金属氧化为金属氧化物，有利于后续的浸出过程。
步骤 2：浸取时的化学反应
在浸取过程中，加入NaClO3有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯(Ⅱ)酸(H2PdCl4)为二元强酸。加入浓盐酸和NaClO3后，主要反应的离子方程式为：${ClO}_{3}^{-}+3Pd+11{Cl}^{-}+6{H}^{+}=3Pd{Cl}_{4}^{2-}+3{H}_{2}O$。
步骤 3：离子交换除杂
离子交换除杂应使用阴离子树脂，因为阴离子树脂可以吸附溶液中的阴离子，从而去除杂质。
步骤 4：还原过程的化学方程式
在还原过程中，N2H4转化为N2，在反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为：$2(NH_{4})PdCl_{4}+N_{2}H_{4}=N_{2}+2Pd+4NH_{4}Cl+4HCl$。该反应的副产物可循环利用至浸取与洗脱环节。
步骤 5：钯的氢化物化学式
已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气，钯粉的密度为$10.64g/cm^{3}$，相对原子质量为106.4。根据这些信息，可以计算出钯的氢化物的化学式为PdH0.8。
步骤 6：H2消耗量比理论值略高的原因
在第二步还原过程中，用H2代替N2H4进行热还原，但消耗的H2质量比理论值略高，其原因是钯是一种优良的储氢金属，由于钯吸收储存了部分氢气，所以消耗的H2质量比理论值略高。
焰烧的目的是除去混合物中的有机物和活性炭，同时将金属氧化为金属氧化物，有利于后续的浸出过程。
步骤 2：浸取时的化学反应
在浸取过程中，加入NaClO3有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯(Ⅱ)酸(H2PdCl4)为二元强酸。加入浓盐酸和NaClO3后，主要反应的离子方程式为：${ClO}_{3}^{-}+3Pd+11{Cl}^{-}+6{H}^{+}=3Pd{Cl}_{4}^{2-}+3{H}_{2}O$。
步骤 3：离子交换除杂
离子交换除杂应使用阴离子树脂，因为阴离子树脂可以吸附溶液中的阴离子，从而去除杂质。
步骤 4：还原过程的化学方程式
在还原过程中，N2H4转化为N2，在反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为：$2(NH_{4})PdCl_{4}+N_{2}H_{4}=N_{2}+2Pd+4NH_{4}Cl+4HCl$。该反应的副产物可循环利用至浸取与洗脱环节。
步骤 5：钯的氢化物化学式
已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气，钯粉的密度为$10.64g/cm^{3}$，相对原子质量为106.4。根据这些信息，可以计算出钯的氢化物的化学式为PdH0.8。
步骤 6：H2消耗量比理论值略高的原因
在第二步还原过程中，用H2代替N2H4进行热还原，但消耗的H2质量比理论值略高，其原因是钯是一种优良的储氢金属，由于钯吸收储存了部分氢气，所以消耗的H2质量比理论值略高。