Question

4．工業(yè)上利用氧化鋁基廢催化劑（主要成分為Al₂O₃，少量Pd）回收Al₂（SO₄）₃及Pd的流程如圖1：

（1）焙燒時產(chǎn)生的氣體X為NH₃（填化學(xué)式）．
（2）浸液Y的主要成分為H₂PdCl₆（填化學(xué)式）．
（3）“熱還原”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為（NH₄）₂PdCl₆+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pd+2 NH₃+6HCl．
（4）上述流程中焙燒溫度不宜過高，否則會導(dǎo)致硫酸銨固體的分解．某興趣小組為探究高溫下硫酸銨的分解產(chǎn)物，通過圖2裝置進(jìn)行實驗，觀察到B中溶液顏色變淺，C中無明顯現(xiàn)象．
①裝置B的作用是檢驗產(chǎn)物中的SO₂．
②進(jìn)一步測定可知，D中收集到的氣體相對分子質(zhì)量為28．寫出（NH₄）₂SO₄固體高溫分解的化學(xué)方程式：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH₃↑+N₂↑+3SO₂↑+6H₂O↑．
（5）Pd是優(yōu)良的儲氫金屬，其儲氫原理為2Pd（s）+x H₂（g）=2PdH_x（s），其中x的最大值為0.8．已知：Pd的密度為12g•cm^-3，則1cm³Pd能夠儲存標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂的最大體積為1L（計算結(jié)果保留整數(shù)）．

Answer 1

分析 廢催化劑（主要成分為Al₂O₃，少量Pd），廢催化劑硫酸銨焙燒得到氣體X為氨氣，產(chǎn)物水浸過濾得到硫酸鋁溶液，濾渣Pd加入濃硝酸和濃鹽酸酸浸生成二氧化氮，浸液Y是Pd溶于王水生成，Pd+6HCl+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂PdCl₆+4NO₂↑+4H₂O，Y為H₂PdCl₆，通入氨氣中和過濾得到濾渣（NH₄）₂PdCl₆，被氫氣還原得到Pd，
（1）焙燒得到氣體是銨鹽分解生成的氨氣；
（2）浸液Y的主要成分為是Pd溶于王水生成的絡(luò)合物；
（3）“熱還原”過程中發(fā)生反應(yīng)是（NH₄）₂PdCl₆被H₂ 還原生成Pd、氨氣和氯化氫；
（4）探究高溫下硫酸銨的分解產(chǎn)物，通過裝置A中的濃硫酸吸收氨氣和水蒸氣，裝置B檢驗二氧化硫的存在和吸收二氧化硫氣體，觀察到B中溶液顏色變淺說明二氧化硫被完全吸收，C中無明顯現(xiàn)象，說明氣體中無氨氣，最后收集氣體，
①二氧化硫能使品紅溶液變紅色；
②進(jìn)一步測定可知，D中收集到的氣體相對分子質(zhì)量為28為氮氣，生成產(chǎn)物為氨氣、二氧化硫、氮氣和水蒸氣，結(jié)合電子守恒和原子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
（5）儲氫原理為2Pd（s）+x H₂（g）=2PdH_x（s），其中x的最大值為0.8．已知：Pd的密度為12g•cm^-3，則1cm³Pd能夠儲存標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂的最大體積依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計算得到氫氣物質(zhì)的量，計算得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積；

解答 解：廢催化劑（主要成分為Al₂O₃，少量Pd），廢催化劑硫酸銨焙燒得到氣體X為氨氣，產(chǎn)物水浸過濾得到硫酸鋁溶液，濾渣Pd加入濃硝酸和濃鹽酸酸浸生成二氧化氮，浸液Y是Pd溶于王水生成，Pd+6HCl+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂PdCl₆+4NO₂↑+4H₂O，Y為H₂PdCl₆，通入氨氣中和過濾得到濾渣（NH₄）₂PdCl₆，被氫氣還原得到Pd，
（1）焙燒得到氣體是銨鹽分解生成的氨氣，
故答案為：NH₃；
（2）浸液Y的主要成分為是Pd溶于王水生成的絡(luò)合物，Pd+6HCl+4HNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂PdCl₆+4NO₂↑+4H₂O，Y為H₂PdCl₆，
故答案為：H₂PdCl₆；
 （3）“熱還原”過程中發(fā)生反應(yīng)是（NH₄）₂PdCl₆被H₂ 還原生成Pd、氨氣和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂PdCl₆+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pd+2 NH₃+6HCl，
故答案為：（NH₄）₂PdCl₆+2H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Pd+2 NH₃+6HCl；
（4）①裝置B中品紅溶液的作用是檢驗產(chǎn)物中的SO₂，
故答案為：檢驗產(chǎn)物中的SO₂；
 ②進(jìn)一步測定可知，D中收集到的氣體相對分子質(zhì)量為28為氮氣，生成產(chǎn)物為氨氣、二氧化硫、氮氣和水蒸氣，結(jié)合電子守恒和原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH₃↑+N₂↑+3SO₂↑+6H₂O↑，
故答案為：3（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH₃↑+N₂↑+3SO₂↑+6H₂O↑；
（5）儲氫原理為2Pd（s）+x H₂（g）=2PdH_x（s），其中x的最大值為0.8．已知：Pd的密度為12g•cm^-3，1cm³Pd質(zhì)量=12g•cm^-3×1cm³=12g，物質(zhì)的量=$\frac{12g}{106g/mol}$
   2Pd（s）+x H₂（g）=2PdH_x（s），
   2                 0.8
$\frac{12g}{106g/mol}$      n
n=$\frac{12}{106}$×0.8×$\frac{1}{2}$mol，
則1cm³Pd能夠儲存標(biāo)準(zhǔn)狀況下H₂的最大體積═$\frac{12}{106}$×0.8×$\frac{1}{2}$mol×22.4L/mol≈1L，
故答案為：1；

點評 本題考查了物質(zhì)分離提純、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．