Question

【題目】廢棄物的回收利用可實現資源再生，并減少污染．

（1）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅．已知：

Cu（s）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64kJmol-1

2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H=-196kJmol-1

H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-285kJmol-1

在H2SO4溶液中，Cu與H2O2反應生成Cu2+和H2O的熱化學方程式為__________________

（2）①在提純后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加熱，生成CuCl（氯化亞銅）沉淀，同時溶液的酸性增強．制備CuCl的離子方程式是___________

②在硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌,有淺藍色氫氧化銅沉淀生成,當溶液的pH=9時,________ mol/L(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

③若在0.15硫酸銅溶液中通入過量氣體,使完全沉淀為CuS,此時溶液中的濃度是______

（3）工業上常用氨水吸收H2S進行廢氣脫硫，生成NH4HS。一定溫度下1molNH4HS固體在定容真空容器中可部分分解為硫化氫和氨氣。下圖1是上述反應過程中生成物濃度隨時間變化的示意圖。若t2時增大氨氣的濃度且在t3時反應再次達到平衡，請在圖1上畫出t2時刻后氨氣、硫化氫的濃度隨時間的變化曲線_________________________。

（4）可利用H2S廢氣進行高溫熱分解制取氫氣，實現化廢為寶。

已知：

在恒溫密閉容器中，控制不同溫度進行分解實驗。以起始濃度均為0.2 測定的轉化率，結果見下圖。

圖中a為的平衡轉化率與溫度關系曲線，b曲線表示不同溫度下反應經過相同時間且未達到化學平衡時的轉化率。據圖計算985℃時按上述反應分解的平衡常數K=______（保留2位有效數字）；說明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：_________________________。

Answer 1

【答案】 Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-319kJmol-1 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+ 2.2×10-10 0.30 0.13 溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需的時間縮短

【解析】(1). 已知：① Cu（s）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+H2（g）△H=+64kJmol-1、② 2H2O2（l）═2H2O（l）+O2（g）△H=-196kJmol-1、③ H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-285kJmol-1，根據蓋斯定律，①+②÷2+③得：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-319kJmol-1，故答案為：Cu（s）+H2O2（l）+2H+（aq）═Cu2+（aq）+2H2O（l）△H=-319kJmol-1；

(2). ①. 由題中信息可知，CuSO4中的Cu元素從+2價降低到+1價，Na2SO3中的S元素從+4價升高到+6價，根據得失電子守恒和原子守恒，該反應的離子方程式為：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+，故答案為：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O==2CuCl↓+SO42-+2H+；

②. 溶液pH=9， c(OH－)=10－5mol/L，當有氫氧化銅沉淀生成時，c(Cu2+)===2.2×10－10mol/L，故答案為：2.2×10－10；

③. 在0.15mol/L硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2+完全轉化為CuS沉淀，反應的化學方程式為：CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4，此時溶液中的溶質為硫酸，c(SO42－)不變，仍然為0.15mol/L，由硫酸的化學式可知，溶液中的c(H＋)=0.3mol/L，故答案為：0.3；

(3). 若t2時增大氨氣的濃度，氨氣的濃度突然增大，在這一瞬間硫化氫的濃度不變，然后平衡逆向移動，氨氣的濃度和硫化氫的濃度都減小，再次達到平衡時，氨的濃度比原平衡的濃度要高，且NH3與H2S濃度的降低比例是相同的，即圖象中的斜率相同，則圖象為：，故答案為：；

(4). 以H2S起始濃度均為0.2molL1測定H2S的轉化率，985℃時H2S的轉化率為40%，則

H2S(g) H2(g) + S2(g)，

起始濃度(mol/L) 0.2 0 0

轉化濃度(mol/L) 0.08 0.08 0.04

平衡濃度(mol/L) 0.12 0.08 0.04

由反應方程式可知，該分解反應的平衡常數K= =0.13，隨著溫度的升高，反應速率加快，達到平衡時需要的時間縮短，所以曲線b向曲線a逼近，故答案為：0.13；溫度升高，反應速率加快，達到平衡所需的時間縮短。