Question

鈀（Pd）是一種不活潑金屬，性質(zhì)與鉑相似．在科研和工業(yè)生產(chǎn)中，含鈀催化劑不僅用途廣泛，且用量大，因此從廢催化劑中回收鈀具有巨大的經(jīng)濟效益．已知廢催化劑的主要成分是鈀和活性炭，還含有少量鐵、鋅．工業(yè)上采用如下流程從廢催化劑中提取鈀．

（1）氣體I的化學式為______，酸溶I的目的是______．
（2）王水指是濃硝酸和濃鹽酸組成的混合物，其體積比為______．殘渣與王水發(fā)生的反應(yīng)有：
a．Pd+HCl+HNO₃→…
b．______（寫出化學方程式并配平）．
（3）若用足量的燒堿吸收氣體II，請寫出吸收后溶液中含有的溶質(zhì)的化學式：NaOH、______、______、______．
（4）寫出用NaHCO₃調(diào)節(jié)pH值時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______．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______．
（5）操作I的名稱是______，溶液I可能含有的有機離子為______．
（6）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______．

Answer 1

解：（1）鐵和鋅能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；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：H₂；除去鐵、鋅等雜質(zhì)；
（2）王水是濃硝酸與鹽酸按體積比1：3的混合物，濃硝酸具有氧化性，能將碳氧化生成二氧化碳，本身被還原成一氧化氮，反應(yīng)的方程式為：C+4HNO₃═CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，
故答案為：1：3；C+4HNO₃═CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
（3）氫氧化鈉與二氧化氮、二氧化碳反應(yīng)的方程式：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O，2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O 同時氫氧化鈉過量，所以吸收后溶液中含有的溶質(zhì)的化學式：NaOH、NaNO₃、NaNO₂、Na₂CO₃，故答案為：NaNO₃；NaNO₂；Na₂CO₃；
（4）NaHCO₃能和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，甲醛具有還原性，酸性條件下，甲醛會被硝酸氧化，
故答案為：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；酸性條件下，甲醛會被硝酸氧化；
（5）金屬鈀不溶于水，利用過濾的方法分離，甲醛會被硝酸氧化生成甲酸，所以溶液I可能含有的有機離子為HCOO^-，
故答案為：過濾；HCOO^-；
（6）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．
分析：（1）根據(jù)鐵和鋅能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；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）根據(jù)王水的組成；根據(jù)濃硝酸具有氧化性，能將碳氧化生成二氧化碳，本身被還原成二氧化氮；
（3）根據(jù)氫氧化鈉與二氧化氮、二氧化碳反應(yīng)的方程式以及氫氧化鈉過量來分析；
（4）根據(jù)NaHCO₃能和鹽酸發(fā)生反應(yīng)；根據(jù)甲醛具有還原性；
（5）根據(jù)金屬鈀不溶于水；根據(jù)甲醛會被硝酸氧化生成甲酸；
（6）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．
點評：本題以從廢催化劑中提取鈀為背景，考查了金屬的性質(zhì)、物質(zhì)的分離、化學方程式的書寫，難度不大．