Question

12．氰化鈉是一種重要的基本化工原料，同時(shí)也是一種劇毒物質(zhì)，嚴(yán)重危害人類健康．一旦泄露需要及時(shí)處理，一般可以通過噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來處理，以減輕環(huán)境污染．
I．已知：氰化鈉化學(xué)式為NaCN，氰化鈉是一種白色結(jié)晶顆粒，劇毒，易溶于水，水溶液呈堿性，易水解生成氰化氫．
（1）CN^-中C元素顯+2價(jià)，N元素顯-3價(jià)，則非金屬性N＞C（填“＜”“＞”或“=”），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：取少量碳酸氫鈉于試管中，加入稀硝酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明酸性硝酸大于碳酸，則非金屬性N＞C．
（2）NaCN用雙氧水處理后，產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該反應(yīng)的離子方程式是CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑．
II．硫代硫酸鈉的工業(yè)制備的反應(yīng)原理為2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃+CO₂．某化學(xué)興趣小組用上述原理實(shí)驗(yàn)室制備硫代硫酸鈉，并檢測(cè)用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達(dá)標(biāo)排放．
【查閱資料】
i．Na₂S₂O₃易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶液混合物沉淀生成；
ii．Na₂S₂O₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀鹽酸．
【實(shí)驗(yàn)一】實(shí)驗(yàn)室通過如圖所示裝置制備Na₂S₂O₃．

（1）實(shí)驗(yàn)中要控制SO₂生成速率，可采取的措施有控制反應(yīng)溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度（寫出一條）．
（2）b裝置的作用是安全瓶，防止倒吸．
（3）反應(yīng)開始后，c中先有淡黃色渾濁產(chǎn)生，后又變?yōu)槌吻�，此渾濁物為S（填化學(xué)式）．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在e處最好連接盛NaOH溶液（填“NaOH溶液”、“水”、“CCl₄”中一種）的注射器，接下來的操作為關(guān)閉K₂打開K₁，最后拆除裝置．
（5）為驗(yàn)證產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，該小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將方案補(bǔ)充完整．（所需試劑從稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸餾水中選擇）取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄．
【實(shí)驗(yàn)二】測(cè)定用硫代硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量．
已知：①廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50mg/L；
②Ag++2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，Ag⁺+I^-=AgI↓，AgI呈黃色，且CN-優(yōu)先于Ag+反應(yīng)．
實(shí)驗(yàn)如下：取20.00mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中，并滴加幾滴KI溶液作指示劑，用1.00×10-4mol/L的標(biāo)準(zhǔn)AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO₃溶液的體積為1.50mL．
（6）滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象：滴入最后一滴硝酸銀溶液，出現(xiàn)淡黃色沉淀；半分鐘內(nèi)沉淀不消失．
（7）處理后的廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)：否（填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）非金屬性強(qiáng)的元素顯示負(fù)價(jià)，非金屬性弱的則顯示正價(jià)；非金屬的非金屬越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)．
（2）NaCN用雙氧水處理產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，說明二者反應(yīng)生成氨氣和碳酸氫鈉；
【實(shí)驗(yàn)一】a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na₂S₂O₃，反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小，b為安全瓶作用，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣．
（1）控制反應(yīng)溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度來控制SO₂生成速率；
（2）由儀器結(jié)構(gòu)特征，b裝置為安全瓶，防止溶液倒吸；
（3）二氧化硫與硫化鈉在溶液中反應(yīng)得到S，硫與亞硫酸鈉反應(yīng)得到Na₂S₂O₃；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收；關(guān)閉K₂打開K₁拆除裝置，防止污染空氣；
（5）根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl，以及硝酸具有強(qiáng)氧化性、加入硫酸會(huì)引入硫酸根離子可知，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄；
【實(shí)驗(yàn)二】（6）Ag⁺與CN^-反應(yīng)生成[Ag（CN）₂]^-，當(dāng)CN^-反應(yīng)結(jié)束時(shí)，Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，說明反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)；
（7）計(jì)算消耗硝酸銀物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-計(jì)算出氰化鈉的含量與廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50mg/L比較判斷是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)．

解答 解：（1）CN^-中C元素顯+2價(jià)，N元素顯-3價(jià)，說明N非金屬性強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)，其檢驗(yàn)方法為：取少量碳酸氫鈉于試管中，加入稀硝酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明酸性硝酸大于碳酸，則非金屬性N＞C；
故答案為：＞；取少量碳酸氫鈉于試管中，加入稀硝酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明酸性硝酸大于碳酸，則非金屬性N＞C；
（2）用雙氧水處理氰化鈉，產(chǎn)生一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣，根據(jù)原子守恒一種酸式鹽為碳酸氫鈉，所以反應(yīng)為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，離子反應(yīng)為：CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑，
故答案為：CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑；
【實(shí)驗(yàn)一】a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na₂S₂O₃，反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小，b為安全瓶作用，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣．
（1）實(shí)驗(yàn)中要控制SO₂生成速率，可采取的措施有：控制反應(yīng)溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度等，
故答案為：控制反應(yīng)溫度、調(diào)節(jié)酸的滴加速度或調(diào)節(jié)酸的濃度；
（2）由儀器結(jié)構(gòu)特征，可知b裝置為安全瓶，防止倒吸，
故答案為：安全瓶，防止倒吸；
（3）二氧化硫與硫化鈉在溶液中反應(yīng)得到S，硫與亞硫酸鈉反應(yīng)得到Na₂S₂O₃，c中先有渾濁產(chǎn)生，后又變澄清，此渾濁物為S，
故答案為：S；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收，氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，再關(guān)閉K₂打開K₁，防止拆除裝置時(shí)污染空氣，
故答案為：NaOH溶液；關(guān)閉K₂打開K₁；
（5）根據(jù)：Na₂S₂O₃•5H₂O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl₂溶液混合無沉淀生成；Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃難溶于水，可溶于稀HCl；BaSO₄難溶于水，難溶于稀HCl，以及硝酸具有強(qiáng)氧化性、加入硫酸會(huì)引入硫酸根離子可知，取適量產(chǎn)品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，則可以確定產(chǎn)品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，
故答案為：過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸；
【實(shí)驗(yàn)二】（6）Ag⁺與CN^-反應(yīng)生成[Ag（CN）₂]^-，當(dāng)CN^-反應(yīng)結(jié)束時(shí)，滴入最后一滴硝酸銀溶液，Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀半分鐘內(nèi)沉淀不消失，說明反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)，
故答案為：滴入最后一滴硝酸銀溶液，出現(xiàn)淡黃色沉淀，半分鐘內(nèi)沉淀不消失；
（7）消耗AgNO₃的物質(zhì)的量為1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根據(jù)方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，廢水中氰化鈉的含量為$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.02L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，處理后的廢水未達(dá)到達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，
故答案為：否；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)含量測(cè)定等，題目綜合性較強(qiáng)，關(guān)鍵是對(duì)原理的理解，注意制備中滲入環(huán)保意識(shí)，熟練掌握元素化合物知識(shí)與實(shí)驗(yàn)制備基本原則，題目難度中等．