Question

【化學(xué)－選修化學(xué)與技術(shù)】（15分）
美國科學(xué)家理查德-海克和日本科學(xué)家根岸英一、鈴木彰因在研發(fā)“有機(jī)合成中的鈀催化的交叉偶聯(lián)”而獲得2010年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。有機(jī)合成常用的鈀/活性炭催化劑，長期使用催化劑會被雜質(zhì)（如：鐵、有機(jī)物等）污染而失去活性，成為廢催化劑，需對其再生回收。一種由廢催化劑制取氯化鈀的工藝流程如下：

（1）廢鈀催化劑經(jīng)烘干后，再在700℃的高溫下焙燒，焙燒過程中需通入足量空氣的原因是________；甲酸還原氧化鈀的化學(xué)方程式為________。
（2）鈀在王水（濃硝酸與濃鹽酸按體積比1∶3）中轉(zhuǎn)化為H₂PdCl₄，硝酸還原為NO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________。
（3）鈀精渣中鈀的回收率高低主要取決于王水溶解的操作條件，已知反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和王水用量對鈀回收率的影響如下圖1～圖3所示，則王水溶解鈀精渣的適宜條件（溫度、時(shí)間和王水用量）為________、________、________。

（4）加濃氨水時(shí)，鈀轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄裕跴d(NH₃)₄］²⁺?，此時(shí)鐵的存在形式是________（寫化學(xué)式）。
（5）700℃焙燒1的目的是：________；550℃焙燒2的目的是：________�！�

Answer 1

（1）使活性炭充分燃燒而除去（2分）PdO+HCOOH=Pd+CO₂+H₂O（2分）
（2）3Pd+12HCl+2HNO₃=3H₂PdCl₄+2NO+4H₂O（2分）
（3）80～90^OC(或90^oC左右)、反應(yīng)時(shí)間約為8h、鈀精渣與王水的質(zhì)量比為1：8（3分）
（4）Fe(OH)₃（2分）
（5）除去活性炭及有機(jī)物（2分）；脫氨（將Pd(NH₃)₂Cl₂轉(zhuǎn)變?yōu)镻dCl₂）（2分）

（1）由于廢鈀催化劑中含有活性炭，在高溫下需要通過氧氣將其氧化生成CO₂而除去。甲酸還原氧化鈀的氧化產(chǎn)物水是CO₂，所以化學(xué)方程式為
PdO+HCOOH=Pd+CO₂+H₂O。
（2）根據(jù)所給的反應(yīng)物和生成物可寫出該反應(yīng)的方程式，即
3Pd+12HCl+2HNO₃=3H₂PdCl₄+2NO+4H₂O。
（3）根據(jù)圖中信息可知，最適宜的體積應(yīng)該是80～90^OC(或90^oC左右)、反應(yīng)時(shí)間約為8h、鈀精渣與王水的質(zhì)量比為1：8。
（4）在堿性溶液中，鐵離子生成氫氧化碳沉淀而析出。
（5）700℃焙燒1的目的是除去活性炭及有機(jī)物。由于沉淀中含有氨氣，所以灼燒的目的是將Pd(NH₃)₂Cl₂轉(zhuǎn)變?yōu)镻dCl₂。