氯化钯是一种重要的催化剂,在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛,从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯,然后再用复杂的工艺得到氯化钯,并且环境污染严重,转化率低。2005年有人报道制取的新工艺,过程较简单,无污染,直收率99%,产品纯度>99.95%。
⑴在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸,加热至100℃得澄清溶液A。写出该反应的化学方程式:
⑵于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液,继续加热溶液有气体逸出,得溶液B,写出该反应的化学方程式,此时钯以何形式存在?
⑶在溶液B中加入10% NaOH溶液调节pH=10,保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。如溶液PH>10,上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。
⑷在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干,再在120℃下烘5小时。写出发生的化学反应方程式。
⑴ Pd(NH3)2Cl2+2HCl=(NH4)2[PdCl4](2分)
⑵ 6ClO3-+10NH4+=3Cl2+5N2+18H2O+4H+(2分)
钯以H2PdCl4形式存在(1分)
⑶ H2PdCl4+4NaOH=Pd(OH)2↓+4NaCl+2H2O(2分)
过量NaOH与部分Pd(OH)2发生反应:Pd(OH)2+2NaOH=Na2[Pd(OH)4](2分)
⑷ Pd(OH)2+2HCl=PtCl2+2H2O(1分)
⑴二氯二氨合钯(Ⅱ)与HCl发生配体的取代反应,生成配阴离子PtCl42-,阳离子为NH4+。因此A为(NH4)2[PdCl4],反应方程式为Pd(NH3)2Cl2+2HCl=(NH4)2[PdCl4]。
⑵氯酸钠的主要作用在于氧化NH4+生成N2,同时ClO3-被还原生成Cl2。利用离子-电子法配平该氧化还原方程式:
氧化反应:2NH4+-6e-→N2+8H+
还原反应:2ClO3-+12H++10e-→6H2O+Cl2
∴化学反应方程式为:6ClO3-+10NH4+=3Cl2+5N2+18H2O+4H+
由于溶液酸性增强,所以钯此时以H2PdCl4形式存在。
⑶根据题意,沉淀为Pd(OH)2。当溶液碱性增强时,OH-作为配体,进一步与Pd(Ⅱ)配位,形成四配位的Pd(OH)42-,从而导致上层清液中钯含量升高。
⑷Pd(OH)2与盐酸发生中和反应,生成产物PdCl2。