Question

【題目】工業上利用氧化鋁基廢催化劑(主要成分為Al2O3，還含有少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下：

(1)Al2(SO4)3溶液蒸干灼燒后所得物質的化學名稱是___________。

(2)焙燒時Al2O3與(NH4)2SO4反應的化學方程式為___________。

水浸與中和步驟得到溶液的操作方法是___________。

(3)浸液Y中含Pd元素的溶質是___________ (填化學式)。

(4)“熱還原”中每生成1molPd生成的氣體的物質的量為___________ (已知熱還原得到的固體只有Pd)。

(5)Pd是優良的儲氫金屬，其儲氫原理為2Pd(s)+xH2(g)==2PdHx(s)，其中x的最大值為0.8。已知： Pd的密度為12g·cm-3， 則10.6cm3Pd能儲存標準狀況下H2的最大體積為___________L。

(6)鋁的陽極氧化法是將鋁作為陽極，置于硫酸等電解液中，加入α-羥基丙酸、丙三醇后進行電解，可觀察到鋁的表面會形成一層致密的氧化膜。

①寫出電解時陽極的電極反應式：______________________ 。

②電解過程中α-羥基丙酸、丙三醇的作用可能是______________________。

Answer 1

【答案】硫酸鋁 3(NH4)2SO4+Al2O3高溫Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑ 過濾 H2PdCl6 8mol 10.752 2Al+3H2O-6e-==Al2O3+6H+ 抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)

【解析】

廢催化劑（主要成分為Al2O3，少量Pd），硫酸銨焙燒得到氣體X為氨氣，產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+4HNO3H2PdCl6+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)Al2（SO4）3溶液中水解生成氫氧化鋁和硫酸，加熱蒸發，硫酸是難揮發性酸，蒸出的為水，得到硫酸鋁固體；

答案： 硫酸鋁

(2)從流程中得知，反應物為(NH4)2SO4和Al2O3，生成物包括NH3和Al2(SO4)3，不難推出還有另一個生成物水，注意條件高溫不要漏了；水浸后分離出濾渣和溶液，所以操作為過濾；

答案：3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑ 過濾

(3)氨氣中和后生成濾液(NH4)2SO4，所以往前推理Y中含Pd的溶質為H2PdCl6；

答案：H2PdCl6

(4)（NH4）2PtCl6+2H2Pt+2NH3↑+6HCl↑，熱還原得Pd，生成1molPd，則還有2mol氨氣和6molHCl，故氣體物質的量為8mol；

答案：8mol

(5)本題利用化學計量知識計算，m＝ρV，n＝m/M，得n（Pd）=1.2mol，x最大值為0.8，則令x＝0.8，參與反應氫氣為0.48mol，故標準狀況下氣體體積為10.752L。

答案：10.752

(6)①陽極反應方程式為鋁失去電子，生成氧化膜氧化鋁，反應式為2Al+3H2O-6e-==Al2O3+6H+；

答案：2Al+3H2O-6e-==Al2O3+6H+

②因為實驗目的是觀察氧化膜的形成，所以添加物的目的要從保持氧化膜的角度考慮即可，答案可以是抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)；

答案：抑制氧化膜的溶解(或使形成的氧化膜更致密等其他合理答案)