Question

11．某廢水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-等離子，需經(jīng)污水處理達標后才能排放，污水處理擬采用下列流程進行處理：

回答下列問題：
（1）步驟②中，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-的離子方程式為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-．
（2）步驟③的反應的離子方程式為S₂O₃^2-+Cr₂O₇^2-+H⁺→SO₄^2-+Cr³⁺+H₂O（未配平），每消耗0.4mol Cr₂O₇^2-時，反應中S₂O₃^2-失去2.4mo1電子．
（3）含Cr³⁺廢水可以加入熟石灰進一步處理，目的是調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃沉淀除去．
（4）在25℃下，將amol•L^-1的NaCN溶液與0.01mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應后測得溶液pH=7，用含a的代數(shù)式表示CN^-的水解常數(shù)K_h=（100a-1）×10^-7mol•L^-1．若25℃時將濃度均為0.1mol•L^-1的NaCN、HCN溶液等體積混合后，溶液呈堿性，則關于該溶液的說法不正確的是b（填代號）．
a．此溶液一定有c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）
b．此溶液一定有c（Na⁺）=c（HCN）+c（CN^-）
c．混合溶液中水的電離程度一定大于該溫度下純水的電離程度
d．此溶液加入少量氫氧化鈉或鹽酸，溶液的pH變化不大
（5）利用Cr₂O₇^2-測定某SnCl₂的純度（雜質(zhì)不參與反應，溶液中Sn⁴⁺較為穩(wěn)定）：將a g SnCl₂樣品制成溶液的操作為將SnCl₂樣品溶于鹽酸，然后用蒸餾水稀釋至所需濃度，向得到的SnCl₂溶液中加入過量的FeCl₃溶液，用bmol•L^-l K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺（已知酸性環(huán)境下，Cr₂O₇^2-可被還原為Cr³⁺），共用去K₂Cr₂O₇溶液xmL．則樣品中SnCl₂的質(zhì)量分數(shù)是$\frac{3xbM}{1000a}$．（SnCl₂的摩爾質(zhì)量為M g•mol^-1，用含a、b、x、M的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 （1）步驟②中，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-，則因為是在堿性環(huán)境中，故ClO^-只能被還原為Cl^-，結合電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式；
（2）根據(jù)0.4 mol Cr₂O₇^2-等轉(zhuǎn)化為Cr³⁺即可計算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量；
（3）加入熟石灰進一步處理，調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（4）反應后測得溶液pH=7，則可推知NaCN過量，根據(jù)電荷守恒和物料守恒即可計算出CN^-和HCN的濃度，進而計算出K_a﹦（100a-1）×10^-7 mol•L^-1；
a、溶液中存在電荷守恒，陰陽離子電荷總數(shù)相同，電性相反；
b、溶液中存在物料守恒，濃度均為0.1mol•L^-1的NaCN、HCN溶液等體積混合后，溶液中鈉離子物質(zhì)的量的2倍等于HCN和CN^-物質(zhì)的量總和；
c、混合后得溶液中c（HCN）=0.05 mol•L^-1，c（NaCN）=0.05 mol•L^-1，溶液呈堿性，說明NaCN水解程度大于HCN的電離程度，水解促進水的電離；
d、溶液混合后形成的是緩沖溶液，加入少量酸或堿，溶液酸堿性變化不大；
（5）SnCl₂易水解，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒與方程式可得關系式Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇，據(jù)此計算．

解答 解：（1）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應生成CNO^-、Cl^-離子，離子反應為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（2）根據(jù)0.4 mol Cr₂O₇^2-等轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，鉻元素化合價降低3價，0.4molCr₂O₇^2-共得到了0.4×（2×3）mol=2.4mol；
故答案為：2.4；
（3）含Cr³⁺廢水可以加入熟石灰進一步處理，目的是調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
故答案為：調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（4）由于反應后測得溶液pH=7，當a=0.01時，恰好反應，生成了氰化氫溶液，溶液顯示酸性，故氰化鈉應該多些，故a＞0.01； 根據(jù)電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）+c（Cl^-），PH=7，c（H⁺）=c（OH^-），c（CN^-）=c（Na⁺）-c（Cl^-）=$\frac{a}{2}$mol/L-$\frac{0.01}{2}$mol/L；
再根據(jù)物料守恒：c（CN^-）+c（HCN）=c（Na⁺）=$\frac{a}{2}$mol/L；K_a﹦$\frac{c（H{\;}^{+}）c（CN{\;}^{-}）}{c（HCN）}$=$\frac{\frac{（\frac{a}{2}-\frac{0.01}{2}）×10{\;}^{-7}}{0.01}}{2}$=（100a-1）×10^-7 mol•L^-1；
若25℃時將濃度均為0.1mol•L^-1的NaCN、HCN溶液等體積混合后，混合后得溶液中c（HCN）=0.05 mol•L^-1，c（NaCN）=0.05 mol•L^-1，溶液呈堿性，說明NaCN水解程度大于HCN的電離程度；
a、據(jù)電荷守恒可知c（H⁺）+c（Na⁺）=c（CN^-）+c（OH^-），此溶液一定有c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-），故a正確；
b．由物料守恒可知c（HCN）+c（CN^-）=0.1mol•L^-1，所以c（HCN）+c（CN^-）=2c（Na⁺），故b錯誤；
c．若25℃時將濃度均為0.1mol•L^-1的NaCN、HCN溶液等體積混合后，混合后得溶液中c（HCN）=0.05 mol•L^-1，c（NaCN）=0.05 mol•L^-1，溶液呈堿性，說明NaCN水解程度大于HCN的電離程度，混合溶液中水的電離程度一定大于該溫度下純水的電離程度，故c正確；
d．若25℃時將濃度均為0.1mol•L^-1的NaCN、HCN溶液等體積混合后形成緩沖溶液，此溶液加入少量氫氧化鈉抑制水解，促進電離，加入鹽酸抑制電離促進水解，溶液酸堿性變化不大，所以溶液的pH變化不大，故d正確；
故答案為：（100a-1）×10^-7 mol•L^-1 ；b；
（5）SnCl₂易水解，先溶于鹽酸，然后用蒸餾水稀釋至所需濃度；
令錫粉中錫的質(zhì)量分數(shù)為x，則：
Sn～Sn²⁺～2Fe³⁺～2Fe²⁺～$\frac{1}{3}$K₂Cr₂O₇
Mg $\frac{1}{3}$mol
a×y bmol/L×$\frac{x}{1000}$L
解得y=$\frac{3xbM}{1000a}$，
故答案為：將SnCl₂樣品溶于鹽酸，然后用蒸餾水稀釋至所需濃度；$\frac{3xbM}{1000a}$．

點評 本題以工藝流程為載體，側(cè)重化學基本概念、基本理論，考查了氧化還原反應及離子方程式的書寫，水溶液中的離子平衡、離子濃度、電離常數(shù)、沉淀溶解平衡等電解質(zhì)溶液的相關知識．考查學生的知識運用能力、靈活分析處理實際問題的能力，題目難度中等．