Question

【題目】廢鈀催化劑中含鈀 5-6%，碳 93-94%，鐵 1-2%，銅 0.1-0.2%以及鋅等雜質。在實驗室中探究采用廢鈀催化劑制備無水氯化鈀，具體流程如下：

已知：Pd2+、Cu2+、Zn2+等離子均可與氨水生成[M(NH3)n]x+離子，其中[Pd(NH3)2]2+在鹽酸中能以[Pd(NH3)2]Cl2 黃色晶體的形式析出。

(1)灼燒鈀碳時使用的主要儀器有：酒精燈、玻璃棒、_____（支持儀器省略）。王水溶解過程中會生成 NOCl，NOCl 的結構式為________。

(2)是否進行虛線方框內的操作，對提高鈀的回收率至關重要，其主要原因是_____。

(3)最后焙燒之前若不烘干，所得產品中會混有_____雜質。

(4)可用“化學放大”法測定樣品中的微量 Fe3+：在酸性介質中加入過量的 KI 后用CCl4萃取，分去水相后，用肼（N2H4）的水溶液進行還原并反萃取，還原過程中有無污染的氣體生成。再用過量的 Br- 將反萃取出的 I- 氧化成 IO3- ，煮沸除 Br2后，加入過量的 KI，酸化后用Na2S2O3 標準液進行滴定。經上述步驟后，樣品含量的測定值放大了_____倍，寫出還原過程中發生反應的離子方程式___________，假定萃取達到平衡時，樣品在水和萃取劑中的總濃度比為 1∶80，50mL 的水溶液樣品，用 10mL 萃取劑萃取，萃取后溶液中殘留的樣品濃度為原溶液的_______________倍（用分數表示）。完成萃取和反萃取操作，必須選用的儀器有____________（填標號）。

Answer 1

【答案】坩堝 O=N-Cl Fe(OH)3 為膠狀沉淀，對[Pd(NH3)2]2+具有很強的吸附作用，若不進行此操作， [Pd(NH3)2]2+的吸附損失大 PdO 6 N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+ 1/17 B

【解析】

廢鈀催化劑經烘干后，在700℃的高溫下焙燒，C、Fe、Pd、有機物被氧氣氧化生成氧化物，向氧化物中加入王水，濾渣中含有Pd、SiO2，二氧化硅不溶于王水，但Pd能溶于王水生成溶液，同時生成氣體，加入濃氨水調節溶液pH，鈀轉變為可溶性[Pd（NH3）2]2+，使鐵全部沉淀，溶液中加入鹽酸酸析得到沉淀，經過脫氨等一系列操作得當氯化鈀。

（1）灼燒固體要在坩堝中進行，灼燒鈀碳時使用的主要儀器有：酒精燈、玻璃棒、坩堝。由于NOCl中所有原子都達到了8電子穩定結構，即N形成3對共價鍵，O形成2對共價鍵，Cl形成1對共價鍵，即電子式為：，其結構式為O=N-Cl，

故答案為：坩堝；O=N-Cl；

（2）虛線方框內的操作主要是除去Fe(OH)3，[Pd(NH3)2]2+在鹽酸中能以[Pd(NH3)2]Cl2 黃色晶體的形式析出，是否進行虛線方框內的操作，對提高鈀的回收率至關重要，其主要原因是Fe(OH)3 為膠狀沉淀，對[Pd(NH3)2]2+具有很強的吸附作用，若不進行此操作， [Pd(NH3)2]2+的吸附損失大。

故答案為：Fe(OH)3 為膠狀沉淀，對[Pd(NH3)2]2+具有很強的吸附作用，若不進行此操作， [Pd(NH3)2]2+的吸附損失大；

（3）脫氨將Pd（NH3）2Cl2變化為PdCl2，發生反應的化學方程式為Pd（NH3）2Cl2═PdCl2+2NH3↑，最后焙燒之前若不烘干，PdCl2水解生成Pd（OH）2，受熱分解，所得產品中會混有 PdO雜質。

故答案為： PdO；

（4）可用“化學放大”法測定樣品中的微量 Fe3+：在酸性介質中加入過量的 KI 發生的反應為：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，后用CCl4萃取，分去水相后，用肼（N2H4）的水溶液進行還原并反萃取，還原過程中有無污染的氣體生成，反應為N2H4+2I2=4I－+N2+4H＋。再用過量的 Br2 將反萃取出的 I- 氧化成 IO3- ，煮沸除 Br2后，加入過量的 KI，發生反應：5I－+IO3-+6H＋=3I2+3H2O；酸化后用Na2S2O3 標準液進行滴定，發生反應：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。經上述步驟后，有以下關系式：2Fe3＋～I2～2I－～2IO3－～6I2,樣品含量的測定值放大了6倍，還原過程中發生反應的離子方程式 N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+ ，假定萃取達到平衡時，樣品在水和萃取劑中的總濃度比為 1∶80，50mL 的水溶液樣品，設濃度為c,用 10mL 萃取劑萃取，萃取后溶液中殘留的樣品濃度為b，萃取劑中的濃度為 ，則有 ， 萃取后溶液中殘留的樣品濃度為原溶液的倍（用分數表示）。完成萃取和反萃取操作，在分液漏斗中進行，必須選用的儀器有B（填標號）。

故答案為： 6 ； N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+ ；； B。