Question

15．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．

回答以下問題：
（1）步驟②發(fā)生反應(yīng)的離子方程式可表示如下：
aCN^-+bClO^-+2cOH^-═dCNO^-+eN₂↑+fCO₃^2-+bCl^-+cH₂O
上述離子方程式可能的配平系數(shù)有多組，請(qǐng)回答：
①方程式中e：f的值為B（填選項(xiàng)標(biāo)號(hào)）．
A．1    B．$\frac{1}{2}$  C．2  D．不能確定
②若d=e=1，則b=6．
③若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.6mol電子，則生成的氣體在標(biāo)況下的體積是1.12L．
（2）步驟③中反應(yīng)時(shí)，每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子，該反應(yīng)的離子方程式為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O
（3）查閱資料知含氰化物的廢水破壞性處理方法是：
利用強(qiáng)氧化劑將氰化物氧化為無毒物質(zhì)，如以TiO₂為催化劑用NaClO將CN^-離子氧化成CNO^-，CNO^-在酸性條件下繼續(xù)與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂、Cl₂等．取濃縮后含CN^-離子的廢水與過量NaClO溶液的混合液共200mL（設(shè)其中CN^-的濃度為0.2mol•L^-1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①寫出CNO^-在酸性條件下被NaClO氧化的離子方程式：2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O
②若結(jié)果測(cè)得CO₂的質(zhì)量為1.408g，則該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CN^-被處理的百分率為80%．

Answer 1

分析 （1）①由CN^-離子中碳與氮原子之比為1：1，而碳氮轉(zhuǎn)化為CNO^-和N₂以及CO₃^2-，因?yàn)镃NO^-離子碳氮之比為1：1，所以N₂和CO₃^2-兩微粒之比為1：2；
②若d=e=1，根據(jù)碳與氮原子之比為1：1，f=2，根據(jù)得失電子守恒解答；
③每生成1mol氮?dú)廪D(zhuǎn)移12mol電子，據(jù)此求解轉(zhuǎn)移0.6mol電子生成的氣體體積；
（2）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子來計(jì)算被還原后Cr元素的化合價(jià)，再書寫離子方程式；
（3）①根據(jù)題意可知，酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平；
②干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質(zhì)的量為n（CN^-）=n（CO₂），原溶液中CN^-的物質(zhì)的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）①由CN^-離子中碳與氮原子之比為1：1，而碳氮轉(zhuǎn)化為CNO^-和N₂以及CO₃^2-，以因?yàn)镃NO^-離子碳氮之比為1：1，所以N₂和CO₃^2-兩微粒之比為1：2，所以e：f=1：2，
故答案為：B；
②反應(yīng)aCN^-+bClO^-+2cOH^-=dCNO^-+eN₂↑+fCO₃^2-+bCl^-+cH₂O，若d=e=1，根據(jù)碳與氮原子之比為1：1，則f=2，由碳元素化合價(jià)升高1×2+2×2=6，氮元素化合價(jià)升高2×3=6，氯元素化合價(jià)降低為6，根據(jù)得失電子守恒得到b×2=12，b=6，故答案為：6；
③每生成1mol氮?dú)廪D(zhuǎn)移12mol電子，若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.6mol電子，則生成0.05mol氮?dú)�，則生成的氣體在標(biāo)況下的體積是V=n×V_m=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12L；
（2）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；
（3）①根據(jù)題意可知，酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl₂，反應(yīng)離子方程式為2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
②干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為$\frac{1.408g}{44g/mol}$=0.032mol，根據(jù)碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質(zhì)的量為n（CN^-）=n（CO₂）=0.032mol，原溶液中CN^-的物質(zhì)的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，所以該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CN^-被處理的百分率為$\frac{0.032mol}{0.04mol}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道注重了化學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系的綜合知識(shí)題，考查利用氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)廢水的轉(zhuǎn)化，涉及實(shí)驗(yàn)操作，氧化還原反應(yīng)等，明確該反應(yīng)中的生成物是解本題關(guān)鍵，結(jié)合原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒來分析解答，題目難度中等．