【題目】Pd/A12O3是常見的汽車尾氣催化劑。一種從廢Pd/A12O3納米催化劑(主要成分及含量:Pd0.3%,γ-A12O392.8%,其他雜質(zhì)6.9%)中回收金屬Pd的工藝如圖:

已知:γ-Al2O3能與酸反應(yīng),α-A12O3不與酸反應(yīng)。

回答下列問題:

(1)“預(yù)處理”時(shí),γ-A12O3經(jīng)焙燒轉(zhuǎn)化為α-A12O3,該操作的主要目的是___

(2)“酸浸”時(shí),Pd轉(zhuǎn)化為PdCl,其離子方程式為___。

(3)“濾液①”和“濾液②”中都含有的主要溶質(zhì)有___(填化學(xué)式)。

(4)“粗Pd”溶解時(shí),可用稀HNO3替代NaClO3,但缺點(diǎn)是___。兩者相比,___(填化學(xué)式)的氧化效率更高(氧化效率以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)。

(5)“沉淀”時(shí),[Pd(NH3)4]2+轉(zhuǎn)化為[Pd(NH3)2]Cl2沉淀,其化學(xué)方程式為___。

(6)酸性條件下,BrO3-能在負(fù)載Pd/A12O3納米催化劑的電極表面快速轉(zhuǎn)化為Br-。

①發(fā)生上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的電極應(yīng)接電源的___極(填“正”或“負(fù)”);

②研究表明,電流密度越大,電催化效率越高;但當(dāng)電流密度過大時(shí),該電極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成___(填化學(xué)式)。

【答案】利于PdAl2O3的分離(或“大大減少了酸用量”,或“避免酸浸時(shí)氧化鋁和酸發(fā)生反應(yīng)”) 3Pd++6H++11Cl-=3+3H2O AlCl3 對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大污染(或耗酸量大、或腐蝕性強(qiáng)、或氧化效率低) NaClO3 [Pd(NH3)4]Cl2+2HCl=[Pd(NH3)2]Cl2↓+2NH4Cl 負(fù) H2

【解析】

Pd/Al2O3納米催化劑進(jìn)行焙燒,使大量的γ-Al2O3經(jīng)焙燒轉(zhuǎn)化為α-A12O3,處理后,加入足量鹽酸和NaClO3進(jìn)行酸浸和氧化處理,Pd轉(zhuǎn)化為,γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為Al3+后過濾,發(fā)生的離子反應(yīng)為:3Pd++6H++11Cl-=3+3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2Oα-A12O3不與酸反應(yīng),對(duì)酸浸后的溶液過濾,α-A12O3以濾渣的形式除去,得到含有Al3+的濾液,向?yàn)V液中加入過量的Al單質(zhì),將置換為Pb單質(zhì),在進(jìn)行過濾,得到主要含有Al3+、Cl-的濾液①,得到的固體主要含有Pb和過量的Al單質(zhì),再加入鹽酸將過量的單質(zhì)Al除去,再次過濾,得到主要含有Al3+、Cl-H+的濾液②和粗Pd,向粗Pd中再次加入鹽酸和NaClO3,將Pd溶解轉(zhuǎn)化為,向得到的溶液中加入氨水,將轉(zhuǎn)化為,再加入鹽酸,使轉(zhuǎn)化為[Pd(NH3)2]Cl2沉淀,過濾后,對(duì)[Pd(NH3)2]Cl2進(jìn)行焙燒生成高純度的Pd單質(zhì),據(jù)此解答。

(1)由于α-A12O3不與酸反應(yīng),“預(yù)處理”時(shí),γ-Al2O3經(jīng)焙燒轉(zhuǎn)化為α-A12O3,該操作的主要目的是將大量的Al2O3在酸浸時(shí)以沉淀的形式除去,有利于PdAl2O3的分離,故答案為:有利于PdAl2O3的分離;

(2)根據(jù)分析,“酸浸”時(shí),Pd轉(zhuǎn)化,其離子方程式為3Pd++6H++11Cl-=3+3H2O

(3)根據(jù)分析“濾液①”主要含有Al3+、Cl-,“濾液②”中主要含有Al3+、Cl-H+,二者都含有的主要溶質(zhì)有AlCl3,故答案為:AlCl3;

(4)“粗Pd”溶解時(shí),可用稀HNO3替代NaClO3,但缺點(diǎn)是使用硝酸作氧化劑會(huì)生成氮氧化物,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大污染(或耗酸量大、或腐蝕性強(qiáng)、或氧化效率低);63g硝酸為1mol做氧化劑轉(zhuǎn)化為二氧化氮,轉(zhuǎn)移1mol電子,即1g硝酸參與反應(yīng)得到的電子,106.5gNaClO31mol,做氧化劑轉(zhuǎn)化為,轉(zhuǎn)移6mol電子,即1gNaClO3參與反應(yīng)得到電子,兩者相比,NaClO3的氧化效率更高,故答案為:對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大污染(或耗酸量大、或腐蝕性強(qiáng)、或氧化效率低);NaClO3

(5)“沉淀”時(shí),轉(zhuǎn)化為[Pd(NH3)2]Cl2沉淀,其化學(xué)方程式為[Pd(NH3)4]Cl2+2HCl=[Pd(NH3)2]Cl2↓+2NH4Cl;

(6)①BrO3-能在負(fù)載Pd/Al2O3納米催化劑的電極表面快速轉(zhuǎn)化為Br-,溴元素的化合價(jià)降低,得電子,發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)載Pd/Al2O3納米催化劑的電極作陰極,電解池的陰極與電源的負(fù)極相連,故答案為:負(fù);

②電流密度越大,電催化效率越高;酸性條件下,但當(dāng)電流密度過大時(shí),進(jìn)入到陰極的電子過多,多余的電子來不及被得到轉(zhuǎn)化為Br-,電解質(zhì)溶液中的氫離子會(huì)結(jié)合多余的電子,則出現(xiàn)電極副反應(yīng):2H++2e-=H2↑,故答案為:H2

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。

(1)反應(yīng):N2(g)+O2(g)2NO(g) H1=+180.5kJ·mol1

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H2。

已知CO的燃燒熱為283.0 kJ·mol1,則△H=_______________。

(2)升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率卻隨著溫度的升高而減小。某化學(xué)小組為研究該特殊現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因,查閱資料知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:

Ⅰ.2NO(g) N2O2(g)()v1=k1·c2(NO) v1=k1·c(N2O2) H10

Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)();v2=k2·c(N2O2)c(O2)v2=k2·c2(NO2) H20

請(qǐng)回答下列問題:

①一定溫度下,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài),請(qǐng)寫出用k1、k1k2、k2表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_________

②決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反應(yīng)_________(“Ⅰ”“Ⅱ”),反應(yīng)的活化能E1與反應(yīng)的活化能E2的大小關(guān)系為E1______E2(“=”)。根據(jù)速率方程分析,升高溫度該反應(yīng)速率減小的原因是__________。

A.k2增大,c(N2O2)增大 B.k2減小,c(N2O2)減小

C.k2增大,c(N2O2)減小 D.k2減小,c(N2O2)增大

(3)在一定溫度下向容積為2L的密閉容器中加入0.5molNO、0.5molCO,此時(shí)容器總壓為P0kPa,發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)4min時(shí)達(dá)平衡,此時(shí)測(cè)得氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.2mol,則04min內(nèi)用CO2表示的平均速率為_______mol·L-1·min-1,用平衡分壓表示的平衡常數(shù)KP=__________(用含有P0的代數(shù)式表示)。達(dá)平衡后,若改變下列條件,既能加快反應(yīng)速率又能提高NO的轉(zhuǎn)化率的是____________

A.增大壓強(qiáng) B.降低溫度 C.再加入0.5molNO、0.5molCO D.分離出部分N2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式正確的是

A.NaHCO3的水解方程式:+H2OH3O++

B.Fe2O3HI充分反應(yīng):Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

C.銅插入稀硝酸中:Cu+4H++2=Cu2++2NO↑+H2O

D.NaClO溶液中通入少量的CO2ClO-+CO2+H2O=HClO+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海帶中含有豐富的碘。為了從海中提取碘,某研究性學(xué)習(xí)小姐設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

(1)步驟①灼燒海帶時(shí),除需要三腳架外,還需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是___(用標(biāo)號(hào)字母填寫在空白處)。

A.燒杯 B.坩堝 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精燈 F.干燥器

(2)步驟③的實(shí)驗(yàn)操作名稱是___,步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯,該步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱是__。

(3)步驟④反應(yīng)的離子方程式是___。

(4)步驟⑤中,某學(xué)生選擇用苯來提取碘的理由是_____。

(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種檢驗(yàn)提取碘后的水溶液中是否還有單質(zhì)碘的簡(jiǎn)單方法:___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)磷化工產(chǎn)品,具有較強(qiáng)的還原性。回答下列問題:

(1)①H3PO2屬于一元中強(qiáng)酸,酸性略強(qiáng)于亞硫酸,寫出其電離方程式_________

②下列說法正確的是_________

A.NaH2PO2溶液顯弱堿性

B.向NaH2PO2溶液中滴加硝酸可以制得H3PO2

C.1molH3PO2最多可以和3molNaOH發(fā)生反應(yīng)

D.NaH2PO2溶液中:c(Na+)=c(H3PO2)+c(H2PO2-)

(2)H3PO2可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽離子交換膜和陰離子交換膜分別只允許陽離子、陰離子通過):

①寫出陽極反應(yīng)式_________

②A、B、C分別是_________離子交換膜、_________離子交換膜、_________離子交換膜(填“陰”或“陽”)

③陽極室中溶液pH _________(填變大、變小或不變)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】若含有1 mol鐵離子和1 mol鋁離子的混合溶液,現(xiàn)按下圖橫坐標(biāo)依次加入8 mol 氫氧化鈉溶液、1 mol鹽酸,通入1 mol 二氧化碳?xì)怏w,縱坐標(biāo)為混合沉淀的物質(zhì)的量。

(1)請(qǐng)畫出沉淀的量隨反應(yīng)的變化曲線______________

(2)并寫出加入氫氧化鈉6 mol及其后發(fā)生的各步反應(yīng)的離子方程式______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氫氟酸為弱酸。25℃時(shí)將0.1mol·L-1HF加水不斷稀釋,下列表示的量保持不變的是(

n(H+);②c(H+)·c(OH);③c(OH)+c(F);④;⑤

A.①③④B.②③④C.③④⑤D.②⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法不正確的是(  )

A.不是所有的共價(jià)鍵都具有方向性

B.N≡N鍵能大于C≡C的鍵能,所以N≡N不易發(fā)生加成反應(yīng)

C.根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知,OF2分子的構(gòu)型和H2O分子的構(gòu)型相同

D.Na原子基態(tài)核外電子占有3個(gè)能層,4種能級(jí),6個(gè)原子軌道,有6種電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】保險(xiǎn)粉(Na2S2O4)可用作食品保鮮劑、紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶于水,難溶于乙醇。在堿性介質(zhì)中較穩(wěn)定,在空氣中易被氧化。鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示:

回答下列問題:

(1)實(shí)驗(yàn)室可用濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制取SO2,并希望能控制反應(yīng)速度,圖中可選用的發(fā)生裝置是________(填字母)。

(2)工業(yè)上常將鋅塊進(jìn)行預(yù)處理得到鋅粉水懸濁液,其目的是_________;步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________

(3)步驟中需選用的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒之外,還有__________(填名稱)。

(4)在步驟III中加入NaCl的作用是_______,得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌,其優(yōu)點(diǎn)是_________

(5)鐵氰化鉀可用于分析檢測(cè)保險(xiǎn)粉。鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]是一種比較弱的氧化劑,其具有強(qiáng)氧化劑所沒有的選擇性氧化性,能將氧化為[Fe(CN)6]3還原為[Fe(CN)6]4,該反應(yīng)的離子方程式為___________;取1.16g Na2S2O4樣品溶于水,用0.4mol·L1K3[Fe(CN)6]標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗25.00mL。該樣品中Na2S2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________

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