高中|氧化还原反应方程式的书写及配平题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一
第二章化学物质及其变化
第三节氧化还原反应
氧化还原反应方程式的书写及配平
钯催化剂$\rm($主要成分为$\rm\text{Pd}$、$\rm\alpha\!\!\text{-A}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}$,还含少量铁、铜等元素$\rm)$在使用过程中,$\rm\text{Pd}$易被氧化为难溶于酸的$\rm\text{PdO}$而失活。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如图。
“还原$\rmi$”加入甲酸的目的是还原$\rm($填化学式$\rm)$。
钯催化剂在使用过程中,$\rmPd$易被氧化为难溶于酸的$\rmPdO$而失活,“还原$\rmi$”加入甲酸的目的是还原$\rmPdO$。
“酸浸”过程:
①从绿色化学要求出发,酸浸液应选择$\rm($填标号$\rm)$。
$\rmA$.王水$\rm($浓硝酸和浓盐酸按体积比$\rm1:3$混合$\rm)$$\rmB$.盐酸和$\rm\text{C}{{\text{l}}_{2}}$$\rmC$.盐酸和$\rm{{\text{H}}_{2}}{{\text{O}}_{2}}$
②温度、固液比对浸取率的影响如图,则“酸浸”的最佳条件为。
王水有很强的氧化性和挥发性,且王水不稳定,容易分解得到氯气,氯气有毒,所以从绿色化学要求出发,酸浸液应选择盐酸和$\rmH_{2}O_{2}$,故选:$\rmC$。从图中可以看出,当温度在$\rm75$$\rm^\circ\rmC$~$\rm80$$\rm^\circ\rmC$时,浸取率最大,能达到$\rm98\%$~$\rm99\%$,固液比为$\rm4:1$时,浸取率也最大,能达到$\rm98\%$,故“酸浸”的最佳条件为温度控制在$\rm75$$\rm^\circ\rmC$~$\rm80$$\rm^\circ\rmC$,固液比为$\rm4:1$。
“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:$\rm{{\left[\text{PdC}{{\text{l}}_{\text{4}}}\right]}^{\text{2-}}}\text{+2RCl}\underset{\overset{{}}{\mathop{离子交换}}\,}{\overset{洗脱}{\mathop{\rightleftharpoons}}}\,{{\text{R}}_{\text{2}}}\text{PdC}{{\text{l}}_{\text{4}}}\text{+2C}{{\text{l}}^{-}}$,$\rm(\text{RCl}$为阴离子交换树脂$\rm)$。
①“离子交换”流出液中阳离子有$\rm{{\text{H}}^{+}}$、$\rm($填离子符号$\rm)$。
②淋洗液需保持$\rm\text{pH}$小于$\rm2$的原因是。
由以上分析可知,离子交换”流出液中阳离子有$\rmH^{+}$、$\rmFe^{3+}$、$\rmCu^{2+}$。淋洗过程中有$\rm[Pd(NH_{3})_{4}]Cl_{2}(aq)$$\rm$$\rm[Pd(NH_{3})_{2}]Cl_{2}(s)+2NH_{3}(aq)$,加入盐酸,$\rmH^{+}$和$\rmNH_{3}$反应,使平衡正向移动,从而使$\rmPd$沉淀,所以需控制$\rmpH$小于$\rm2$。
“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化:$\rm{{\text{H}}_{2}}\text{PdC}{{\text{l}}_{4}}\rm($稀溶液$\rm)\to\left[\text{Pd}{{\left(\text{N}{{\text{H}}_{3}}\right)}_{4}}\right]\text{C}{{\text{l}}_{2}}\rm($稀溶液$\rm)\to\text{Pd}{{\left(\text{N}{{\text{H}}_{3}}\right)}_{2}}\text{C}{{\text{l}}_{2}}\rm($沉淀$\rm)$。“沉钯”的目的是。
“沉钯”的目的是将$\rmPd$和其他杂质如$\rmNH_{4}Cl$等分离。
“还原$\rmii$”中产生无毒无害气体。由$\rm\text{Pd}{{\left(\text{N}{{\text{H}}_3}\right)}_2}\text{C}{{\text{l}}_2}$生成海绵钯的化学方程式为。
“还原$\rmii$”中产生无毒无害气体。由$\rmPd(NH_{3})_{2}Cl_{2}$生成海绵钯的化学方程式为:$\rm2\left[Pd{{\left(N{{H}_{3}}\right)}_{2}}\right]C{{l}_{2}}+{{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot{{H}_{2}}O=2Pd+{{N}_{2}}\uparrow+4N{{H}_{4}}Cl+{{H}_{2}}O$。
该工艺流程中可循环利用的物质有。
在“离子交换”步骤有$\rmHCl$生成,可以回到“酸浸”步骤重复使用;洗脱过程中产生的$\rmRCl$也可以循环使用。
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