(10分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
(1)“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉,通入空气过多反而不利于实现目的,其原因是 。
(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式: 。
(3)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是 (写化学式)。
(4)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室检测溶液pH的操作方法是: 。
(5)“焙烧2”的目的是: 。
高三化学实验题困难题
【化学——选修2:化学与技术】(15分)
有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
(1)“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉,通入空气过多反而不利于实现目的,其原因是 。
(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式:___ 。
(3)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是 (写化学式)。
(4)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室检测溶液pH的操作方法是: 。
(5)“焙烧2”的目的是: 。
(6)与焙烧2产生的气体组成元素相同的化合物是 ,该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池,其负极反应式为______________________________。
(7) Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为 。
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(11分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
(1)“焙烧1”通入空气的目的是 。
(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式 。
(3)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室中检测溶液pH的简单方法是 。
(4)写出“焙烧2”发生反应的化学方程式: 。
(5)Pd中加入王水的反应可以表示为:Pd+HCl+HNO3 → A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为: 。
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(10分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
(1)“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉,通入空气过多反而不利于实现目的,其原因是 。
(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式: 。
(3)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是 (写化学式)。
(4)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室检测溶液pH的操作方法是: 。
(5)“焙烧2”的目的是: 。
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(12分)美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用,催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdCl2)的工艺流程如下:
(1)甲酸在反应中的作用是 (选填:“氧化剂”或“还原剂”);
(2)加浓氨水时,钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁元素的存在形式是________(写化学式);
(3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合而成的,钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。
① 气体B的化学式为________,
② 经测定,化合物A由3种元素组成,有关元素的质量分数为Pd:42.4%,H:0.8%。则A的化学式为________;
(4)700℃“焙烧1”的目的是,550℃“焙烧2”的目的是________。
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(17分)美日科学家因研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用,催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,故需对其回收再利用。一种由废催化剂制取氯化钯(PdCl2)的工艺流程如下:
(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。
(2)加浓氨水时,钯元素转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁元素的存在形式是 (写化学式)。
(3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合而成的,钯在王水中溶解的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成。
①气体B的化学式为
②经测定,化合物A由3种元素组成,有关元素的质量分数为Pd:42.4%,H:0.8%。则A的化学式为 ;
(4)钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1~图3所示,则王水溶解钯的适宜条件是:反应温度为 ,反应时间约为 ,含钯的样品与王水的质量比为 。
(5)700℃“焙烧1”的目的是 , 550℃“焙烧2”的目的是 。
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有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂,一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)“焙烧1”的目的是___________________________。
(2)写出甲醇(HCOOH)与PdO反应的化学方程式______________________。
(3)在“调pH为8-9”是为了除去铁元素,写出除铁的离子方程式为______________________。
(4)加入浓盐酸酸洗的目的是___________________。
(5)写出证明“焙烧2”中固体已分解完全的实验操作___________________。
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美国科学家理查德·海克和日本科学家根岸英一、伶木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂,长期使用催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,需对其再生回收,一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:
(1)甲酸还原氧化钯的化学方程式为________。
(2)钯在王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3)中转化为H2PdC14,硝酸被还原为NO,该反应的化学方程式为:________。
(3)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如下图1—图3所示,则王水溶液钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为________、________、________。
(4)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2—。此时铁的存在形式是________(写化学式)
(5)700℃焙烧1的目的是:;550℃焙烧2的目的是:________。
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【化学-选修化学与技术】(15分)
美国科学家理查德-海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂,长期使用催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,需对其再生回收。一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:
(1)废钯催化剂经烘干后,再在700℃的高温下焙烧,焙烧过程中需通入足量空气的原因是________;甲酸还原氧化钯的化学方程式为________。
(2)钯在王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3)中转化为H2PdCl4,硝酸还原为NO,该反应的化学方程式为:____________。
(3)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如下图1~图3所示,则王水溶解钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为________、________、________。
(4)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是________(写化学式)。
(5)700℃焙烧1的目的是:________;550℃焙烧2的目的是:________。
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三草酸合-铁(III)酸钾K3 [Fe(C2O4)3]·3H2O (Mr=491)为绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂。110℃下可失去结晶水,230℃时即分解,是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。以硫酸亚铁铵为原料制备三草酸合铁(III)酸钾晶体的流程如下所示:
请回答下列问题:
(1)实验室中也可用Fe3+盐代替硫酸亚铁铵来制备该晶体,需先用碱液沉淀Fe3+,若用同浓度的NaOH溶液或氨水通过相同操作来沉淀,选择______能获得颗粒较大的Fe(OH)3。
(2)氧化过程中采用水浴加热,控制最佳温度为40℃,理由是_______,发生反应的化学方程式为_______。氧化完全后需将所得溶液煮沸,目的是__________________。
(3)关于过程X的下列说法中不正确的是________________。
A.可采用冷却和向溶液中加入乙醇的方法促使晶体析出
B.为了快速得到较干燥的固体,可以采用抽滤的方法
C.洗涤晶体时,可先用少量水洗,再用乙醇洗
D.可用加热烘干的方法得到较干燥的晶体
(4)为了分析产品纯度,进行如下操作:
准确称取产品0.9350g,配制成250mL溶液。每次移取25.00mL置于锥形瓶中,加入足量稀H2SO4酸化,将C2O42-转化为H2C2O4,用0.0100mol/LKMnO4溶液滴定至终点,现象是_______。平行测定三次,消耗KMnO4的体积分别为20.02mL,19.98mL,20.00mL,则所得粗产品的纯度为_________________。(已知:5 H2C2O4+2 MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O)
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(15分)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应的良好催化剂,在工业上具有一定的应用价值。常用三氯化铁与草酸钾直接合成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。
为测定该晶体中铁的含量和草酸根的含量,某实验小组做了如下实验:
Ⅰ 草酸根含量的测定
步骤一:称量10.00g三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体,配制成500ml溶液。
步骤二:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.060 mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点(保留溶液待下一步分析使用),消耗KMnO4溶液20.02ml。
重复步骤二操作,滴定消耗0.060mol/L KMnO4溶液19.98ml。
Ⅱ 铁含量的测定
步骤三:向步骤二所得溶液中加入一小匙锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍呈酸性。
步骤四:用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤三所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.01ml。
重复步骤二至四操作,滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液19.99ml。
请回答下列问题:
(1)配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是:称量、_____、转移、洗涤并转移、_____、摇匀;
(2)滴定时,下列滴定方式中,最合理的是 (夹持部分略去)(填字母序号)。
理由为_______________;滴定终点现象为:_____________;若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,对实验结果会_____________(偏大、偏小、无影响);
(3)加入锌粉的目的是________________________________________;
(4)滴定中MnO4-被还原成Mn2+ ,试写出步骤二和三中发生反应的离子方程式:
_________________,__________________。
(5)实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。在步骤二中,若加入的KMnO4溶液量不够,则测得的铁含量__________。(选填“偏低”、“偏高”或“不变”)
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