Question

5．鈀（Pd）的性質(zhì)與鉑相似．工業(yè)上從廢催化劑（主要成分是鈀和活性炭，還含有少量鐵、鋅）中回收鈀，采用如下流程：

請回答下列問題：
（1）酸溶I的目的是除去鐵、鋅等雜質(zhì)．
（2）①酸溶Ⅱ時殘渣與王水在加熱條件發(fā)生的主要反應(yīng)是：3Pd+12HCl+2HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H₂PdCl₄+2NO↑+4H₂O
寫出催化劑中另一主要成分與濃硝酸反應(yīng)的化學方程式：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O．
②酸溶Ⅱ需控制溫度不宜過高，除了控制一定反應(yīng)速率外，其原因可能還有防止硝酸分解，防止鹽酸、硝酸揮發(fā)．
③若用足量的燒堿吸收氣體，請寫出吸收后溶液中含有的溶質(zhì)的化學式：NaOH、NaNO₂、NaNO₃、Na₂CO₃．
（3）使用甲醛還原鈀的化合物時，溶液須保持堿性，否則會造成甲醛的額外損耗，原因是酸性條件下，甲醛會被硝酸氧化．
（4）操作I的名稱是過濾，溶液I可能含有的有機離子為HCOO^-．
（5）有人提出，在進行酸溶前最好先將廢催化劑在700℃下進行灼燒，同時不斷通入空氣，其目的是除去廢催化劑中的活性炭，減少王水的消耗．

Answer 1

分析 廢催化劑（主要成分是鈀和活性炭，還含有少量鐵、鋅），廢催化劑酸溶得到氫氣是鐵、鋅和鹽酸反應(yīng)，過濾得到殘渣主要成份為鈀和活性炭，加入王水鈀與王水在加熱條件發(fā)生反應(yīng)生成一氧化氮氣體，溶液為H₂PdCl₄，加入水和碳酸鈉稀釋調(diào)節(jié)溶液PH，加入甲醛還原鈀的化合物，得到金屬鈀過濾得到溶液Ⅰ中含有含有甲醛被氧化得到的甲酸鹽；
（1）根據(jù)實驗的目的以及廢催化劑的主要成分是鈀和活性炭，還含有少量鐵、鋅；
（2）①催化劑中另一主要成分是活性碳；
②酸溶Ⅱ使用的是王水，王水中硝酸加熱易分解，硝酸、鹽酸易揮發(fā)；
③燒堿吸收一氧化氮和氧氣的混合氣體，會生成硝酸鈉、亞硝酸鈉；
（3）酸性溶液中硝酸具有氧化性會氧化甲醛；
（4）分析流程可知操作是分離固體和溶液是過濾，甲醛被氧化會生成甲酸，在堿溶液中生成甲酸鹽；
（5）根據(jù)廢催化劑中的含有活性炭，不斷通入空氣，能除去活性炭，同時減少王水的消耗．

解答 解：廢催化劑（主要成分是鈀和活性炭，還含有少量鐵、鋅），廢催化劑酸溶得到氫氣是鐵、鋅和鹽酸反應(yīng)，過濾得到殘渣主要成份為鈀和活性炭，加入王水鈀與王水在加熱條件發(fā)生反應(yīng)生成一氧化氮氣體，溶液為H₂PdCl₄，加入水和碳酸鈉稀釋調(diào)節(jié)溶液PH，加入甲醛還原鈀的化合物，得到金屬鈀過濾得到溶液Ⅰ中含有含有甲醛被氧化得到的甲酸鹽，
（1）廢催化劑的主要成分是鈀和活性炭，還含有少量鐵、鋅，而實驗的目的是從廢催化劑中提取鈀，所以酸溶I的目的是除去鐵、鋅等雜質(zhì)，
故答案為：除去鐵、鋅等雜質(zhì)；
（2）①催化劑中另一主要成分是活性碳，碳與濃硝酸反應(yīng)的化學方程式為C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：C+4HNO₃（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
②酸溶Ⅱ需控制溫度不宜過高，除了控制一定反應(yīng)速率外，酸溶Ⅱ使用的是王水，王水中硝酸加熱易分解，鹽酸、硝酸易揮發(fā)；
故答案為：防止硝酸分解，防止鹽酸、硝酸揮發(fā)；
③用足量的燒堿吸收混有空氣的氣體Ⅱ，燒堿吸收一氧化氮和氧氣的混合氣體，會生成硝酸鈉、亞硝酸鈉，吸收后溶液中含有的溶質(zhì)的化學式有NaOH、NaNO₂、NaNO₃、Na₂CO₃；
故答案為：NaNO₃、Na₂CO₃；
（3）使用甲醛還原鈀的化合物時，溶液須保持堿性，若王水反應(yīng)后剩余硝酸，酸性溶液中硝酸具有氧化性會氧化甲醛；
故答案為：酸性條件下，甲醛會被硝酸氧化；
（4）分析流程可知操作是分離固體和溶液是過濾，甲醛被氧化會生成甲酸，在堿溶液中生成甲酸鹽，溶液I可能含有的有機離子為HCOO^-；
故答案為：過濾；HCOO^-；
（5）廢催化劑中的含有活性炭，不斷通入空氣，能除去活性炭，同時減少王水的消耗，
故答案為：除去廢催化劑中的活性炭，減少王水的消耗．

點評 本題以從廢催化劑中提取鈀為背景，考查了工業(yè)流程的分析、金屬的性質(zhì)、物質(zhì)的分離、化學方程式的書寫，難度中等．