Question

20．在炼油工业中常用醋酸铜氨溶液含{[Cu（NH₃）₂]⁺、CH₃COO^-和NH₃}除去H₂中的CO、O₂及H₂S气体．
（1）已知醋酸铜氨溶液吸收CO的反应为：[Cu（NH₃）₂]⁺（aq）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₂•CO]⁺（aq）．
若反应在恒容密闭容器中进行，则能说明该反应已达到平衡状态的是bc．
a．v（CO）_正=v（NH₃）_正
b．容器内气体压强不再随时间变化
c．[Cu（NH₃）₂]⁺浓度不再随时间变化
（2）醋酸铜氨溶液吸收CO一段时间后将失效，用下列方法可回收废醋酸铜氨溶液中的铜．
①“预处理”时，尾气中除N₂、CO、O₂、CO₂及H₂O外，还有NH₃．
②加入硫化钠溶液时发生反应的离子方程式为Cu²⁺+S^2-=CuS↓．
③加入硝酸时发生反应的化学方程式为3CuS+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+3S↓+4H₂O．
④已知上述流程中只有“沉铜”和“结晶”步骤铜元素有损耗．“沉铜”时铜元素的损耗率为4%；“结晶”时铜元素的损耗率为2%．若1L废液最终制得Cu（NO₃）₂•3H₂O  363g，则1L废液中铜元素的质量为102g．

Answer 1

分析 （1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（2）废液中通入热空气进行预处理，使醋酸铜氨分解得到尾气中有CO、氨气和剩余空气，向溶液中加入硫酸得到硫酸铜、硫酸铵，向硫酸铜、硫酸铵中加入硫化钠溶液得到CuS和母液，将CuS加入硝酸中得到S、NO和硝酸铜，将硝酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硝酸铜晶体，结合题目分析解答．

解答 解：（1）a．无论反应是否达到平衡状态都存在v（CO）_正=v（NH₃）_正，不能据此判断平衡状态，故错误；
b．反应前后气体压强减小，当容器内气体压强不再随时间变化时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
c．[Cu（NH₃）₂]⁺浓度不再随时间变化时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；
故选bc；
（2）废液中通入热空气进行预处理，使醋酸铜氨分解得到尾气中有CO、氨气和剩余空气，向溶液中加入硫酸得到硫酸铜、硫酸铵，向硫酸铜、硫酸铵中加入硫化钠溶液得到CuS和母液，将CuS加入硝酸中得到S、NO和硝酸铜，将硝酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硝酸铜晶体
①通过以上分析知，还有NH₃，故答案为：NH₃；
②硫酸铜和硫化钠发生复分解反应生成黑色沉淀CuS，离子方程式为Cu²⁺+S^2-=CuS↓，故答案为：Cu²⁺+S^2-=CuS↓；
③硝酸溶解CuS生成S、NO、硝酸铜和水，反应方程式为3CuS+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+3S↓+4H₂O，
故答案为：3CuS+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+3S↓+4H₂O；
④363gCu（NO₃）₂•3H₂O中Cu的质量=363g×$\frac{64}{242}$÷（1-2%）÷（1-4%）=102g，
故答案为：102．

点评 本题考查物质分离提纯及化学平衡状态判断，为高频考点，侧重考查学生获取信息、利用信息、元素化合物知识综合运用能力及分析判断能力，明确流程图中发生的反应及物质性质是解本题关键，题目难度中等．