Question

20．在煉油工業(yè)中常用醋酸銅氨溶液含{[Cu（NH₃）₂]⁺、CH₃COO^-和NH₃}除去H₂中的CO、O₂及H₂S氣體．
（1）已知醋酸銅氨溶液吸收CO的反應為：[Cu（NH₃）₂]⁺（aq）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₂•CO]⁺（aq）．
若反應在恒容密閉容器中進行，則能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是bc．
a．v（CO）_正=v（NH₃）_正
b．容器內氣體壓強不再隨時間變化
c．[Cu（NH₃）₂]⁺濃度不再隨時間變化
（2）醋酸銅氨溶液吸收CO一段時間后將失效，用下列方法可回收廢醋酸銅氨溶液中的銅．
①“預處理”時，尾氣中除N₂、CO、O₂、CO₂及H₂O外，還有NH₃．
②加入硫化鈉溶液時發(fā)生反應的離子方程式為Cu²⁺+S^2-=CuS↓．
③加入硝酸時發(fā)生反應的化學方程式為3CuS+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+3S↓+4H₂O．
④已知上述流程中只有“沉銅”和“結晶”步驟銅元素有損耗．“沉銅”時銅元素的損耗率為4%；“結晶”時銅元素的損耗率為2%．若1L廢液最終制得Cu（NO₃）₂•3H₂O  363g，則1L廢液中銅元素的質量為102g．

Answer 1

分析 （1）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質的物質的量、物質的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；
（2）廢液中通入熱空氣進行預處理，使醋酸銅氨分解得到尾氣中有CO、氨氣和剩余空氣，向溶液中加入硫酸得到硫酸銅、硫酸銨，向硫酸銅、硫酸銨中加入硫化鈉溶液得到CuS和母液，將CuS加入硝酸中得到S、NO和硝酸銅，將硝酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到硝酸銅晶體，結合題目分析解答．

解答 解：（1）a．無論反應是否達到平衡狀態(tài)都存在v（CO）_正=v（NH₃）_正，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
b．反應前后氣體壓強減小，當容器內氣體壓強不再隨時間變化時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
c．[Cu（NH₃）₂]⁺濃度不再隨時間變化時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選bc；
（2）廢液中通入熱空氣進行預處理，使醋酸銅氨分解得到尾氣中有CO、氨氣和剩余空氣，向溶液中加入硫酸得到硫酸銅、硫酸銨，向硫酸銅、硫酸銨中加入硫化鈉溶液得到CuS和母液，將CuS加入硝酸中得到S、NO和硝酸銅，將硝酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得到硝酸銅晶體
①通過以上分析知，還有NH₃，故答案為：NH₃；
②硫酸銅和硫化鈉發(fā)生復分解反應生成黑色沉淀CuS，離子方程式為Cu²⁺+S^2-=CuS↓，故答案為：Cu²⁺+S^2-=CuS↓；
③硝酸溶解CuS生成S、NO、硝酸銅和水，反應方程式為3CuS+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+3S↓+4H₂O，
故答案為：3CuS+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+3S↓+4H₂O；
④363gCu（NO₃）₂•3H₂O中Cu的質量=363g×$\frac{64}{242}$÷（1-2%）÷（1-4%）=102g，
故答案為：102．

點評 本題考查物質分離提純及化學平衡狀態(tài)判斷，為高頻考點，側重考查學生獲取信息、利用信息、元素化合物知識綜合運用能力及分析判斷能力，明確流程圖中發(fā)生的反應及物質性質是解本題關鍵，題目難度中等．