高中|化学平衡常数题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第二章化学反应速率和化学平衡
第三节化学平衡
化学平衡常数
铜阳极泥(含有$\rmAu$、$\rmA{{g}_{2}}Se$、$\rmC{{u}_{2}}Se$、$\rmPbS{{O}_{4}}$等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于$\rm1.0\times{{10}^{-5}}\mol\cdot{{L}^{-1}}$时,可忽略该离子的存在;
②${\rmAgCl(s)+C{{l}^{-}}(aq)\rightleftharpoons{{[AgC{{l}_{2}}]}^{-}}(aq)}\quadK=2.0\times{{10}^{-5}}$;
③$\rmN{{a}_{2}}S{{O}_{3}}$易从溶液中结晶析出;
④不同温度下$\rmN{{a}_{2}}S{{O}_{3}}$的溶解度如下:
回答下列问题:
$\rmCu$属于区元素,其基态原子的价电子排布式为;
$\rmCu$的原子序数为$\rm29$,位于第四周期第Ⅰ$\rmB$族,位于$\rmds$区,其基态原子的价电子排布式为$\rm3d^{10}4s^{1}$。
“滤液$\rm1$”中含有$\rmC{{u}^{2+}}$和$\rm{{H}_{2}}Se{{O}_{3}}$,“氧化酸浸”时$\rmC{{u}_{2}}Se$反应的离子方程式为;
滤液$\rm1$中含有$\rmCu^{2+}$和$\rm{{H}_{2}}Se{{O}_{3}}$,氧化酸浸时$\rmCu_{2}Se$与$\rmH_{2}O_{2}$、$\rmH_{2}SO_{4}$发生氧化还原反应,生成$\rmCuS{{O}_{4}}$、$\rm{{H}_{2}}Se{{O}_{3}}$和$\rm{{H}_{2}}O$,反应的离子方程式为:$\rmC{{u}_{2}}Se+4{{H}_{2}}{{O}_{2}}+4{{H}^{+}}=2C{{u}^{2+}}+{{H}_{2}}Se{{O}_{3}}+5{{H}_{2}}O$。
“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的$\rmNaCl$:
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量$\rmNaCl$的原因是。
②在“除金”工序溶液中,$\rmC{{l}^{-}}$浓度不能超过$\rm\;\rmmol\cdot{{L}^{-1}}$。
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量$\rmNaCl$的原因是使银元素转化为$\rmAgCl$沉淀;②由题目可知$\rmAgCl(s)+C{{l}^{-}}(aq)\rightleftharpoons{{[AgC{{l}_{2}}]}^{-}}(aq)$,在“除金”工序溶液中,若$\rmC{{l}^{-}}$加入过多,$\rmAgCl$则会转化为$\rm{{[AgC{{l}_{2}}]}^{-}}$,当某离子的浓度低于$\rm1.0\times{{10}^{-5}}\mol\cdot{{L}^{-1}}$时,可忽略该离子的存在,为了不让$\rmAgCl$发生转化,则另$c\rm{{[AgCl]}^{-}}=1.0\times{{10}^{-5}}\mol/L$,由$K=\dfrac{c{{[\rmAgCl]}^{-}}}{c(\rmC{{l}^{-}})}=2.0\times{{10}^{-5}}$,可得$c(\rmC{{l}^{-}})=0.5\mol/L$,即$\rmC{{l}^{-}}$浓度不能超过$\rm0.5\mol/L$。
在“银转化”体系中,$\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}$和$\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}$浓度之和为$\rm0.075\mol\cdot{{L}^{-1}}$,两种离子分布分数$\delta[\delta({\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}})=\dfrac{n({\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}})}{n({\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}})+n(\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}})}]$随$\rmSO_{3}^{2-}$浓度的变化关系如图所示,若$\rmSO_{3}^{2-}$浓度为$\rm1.0\mol\cdot{{L}^{-1}}$,则$\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}$的浓度为$\rm\;\rmmol\cdot{{L}^{-1}}$。
$\\rm0.05$
在“银转化”体系中,$\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}$和$\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}$浓度之和为$\rm0.075\mol\cdot{{L}^{-1}}$,溶液中存在平衡关系:$\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}+SO_{3}^{2-}\rightleftharpoons{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}$,当$c(\rmSO_{3}^{2-})=0.5\mol/L$时,此时$c{\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}}=c\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}=0.0375\mol/L$,则该平衡关系的平衡常数$K=\dfrac{c{{\rm[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}}{c{{[\rmAg{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}\cdotc(\rmSO_{3}^{2-})}=\dfrac{0.0375}{0.0375\times0.5}=2$,当$c(\rmSO_{3}^{2-})=1\mol/L$时,$K=\dfrac{c{{[\rmAg{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}}{c{{[\rmAg{{(S{{O}_{3}})}_{2}}]}^{3-}}\timesc({\rmSO_{3}^{2-}})}=\dfrac{c{{[\rmAg{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}}{(0.075-{{[\rmAg{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}})\times1}=2$,解得此时$c\rm{{[Ag{{(S{{O}_{3}})}_{3}}]}^{5-}}=0.05\mol/L$。
滤液$\rm4$中溶质主要成分为$\rm($填化学式$\rm)$;在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序需在$\rm40{}^\circC$左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是。
由分析可知滤液$\rm4$中溶质主要成分为$\rmNa_{2}SO_{3}$;由不同温度下$\rmN{{a}_{2}}S{{O}_{3}}$的溶解度可知,高于$\rm40{}^\circC$后,$\rmN{{a}_{2}}S{{O}_{3}}$的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产。