Question

18．某電鍍銅廠有兩種廢水需要處理，一種廢水中含有CN^-離子，另一種廢水中含有Cr₂O₇^2-離子．該廠擬定如圖所示的廢水處理流程．

回答以下問(wèn)題：
（1）電鍍銅時(shí)的陽(yáng)極材料是粗銅，電極反應(yīng)式為Cu-2e^-═Cu²⁺．
（2）上述處理廢水的流程中主要使用的方法是氧化還原法．
（3）②中使用的NaClO溶液呈堿性，用離子方程式解釋原因ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
（4）②中反應(yīng)后無(wú)氣體放出，該反應(yīng)的離子方程式為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-．
（5）③中反應(yīng)時(shí)，每0.4mol Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol e^-，該反應(yīng)的離子方程式為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O．
（6）取少量待檢水樣于試管中，先加入NaOH溶液，觀察到有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)加入NaOH溶液，直到不再產(chǎn)生藍(lán)色沉淀為止，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且藍(lán)色沉淀逐漸減少．請(qǐng)你使用化學(xué)用語(yǔ)，結(jié)合必要的文字解釋其原因待檢水樣中還有Cu²⁺，加堿發(fā)生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則發(fā)生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq）．

Answer 1

分析 （1）電鍍銅時(shí)粗銅作陽(yáng)極，待鍍層作陰極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）由轉(zhuǎn)化圖及圖中的物質(zhì)可知，NaClO、Cr₂O₇^2-離子都具有氧化性，則實(shí)現(xiàn)離子的轉(zhuǎn)化是利用氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的；
（3）利用鹽的水解來(lái)分析鹽溶液顯堿性的原因；
（4）CN^-離子具有還原性、NaClO具有氧化性，利用氧化還原來(lái)分析，并注意無(wú)氣體生成來(lái)判斷生成物；
（5）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子來(lái)計(jì)算被還原后Cr元素的化合價(jià)，再書(shū)寫(xiě)離子方程式；
（6）根據(jù)銅離子與氫氧根離子反應(yīng)生成沉淀及沉淀的轉(zhuǎn)化來(lái)分析．

解答 解：（1）電鍍銅時(shí)，待鍍層作陰極，粗銅為陽(yáng)極，在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)：Cu-2e^-═Cu²⁺，故答案為：粗銅；Cu-2e^-═Cu²⁺；
（2）由圖可知，將廢水中的離子實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化時(shí)，利用了氧化還原反應(yīng)，則主要使用的方法為氧化還原法，故答案為：氧化還原法；
（3）NaClO溶液呈堿性，是因次氯酸根離子水解生成氫氧根離子導(dǎo)致的，則離子反應(yīng)為ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，故答案為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（4）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無(wú)氣體放出，則生成CNO^-、Cl^-離子，離子反應(yīng)為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-，
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（5）每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子，設(shè)還原后Cr元素的化合價(jià)為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，則離子反應(yīng)為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（6）因銅離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則加入Na₂S溶液能發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化，離子反應(yīng)為Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq），
故答案為：待檢水樣中還有Cu²⁺，加堿發(fā)生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則發(fā)生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查利用氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)廢水的轉(zhuǎn)化，注重了化學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系，學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)利用物質(zhì)的性質(zhì)、元素的化合價(jià)、電子守恒等來(lái)解答，題目難度中等．