Question

8．在氯氧化法處理含CN^-的廢水過(guò)程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽（其毒性?xún)H為氰化物的千分之一），氰酸鹽進(jìn)一步被氧化為無(wú)毒物質(zhì)．
（1）某廠廢水中含KCN，其濃度為650mg/L．現(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應(yīng)（其中N均為-3價(jià)）：KCN+2KOH+Cl₂=KOCN+2KCl+H₂O，被氧化的元素是C．
（2）投入過(guò)量液氯，可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為氮?dú)猓��?qǐng)配平下列化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：
2KOCN+4KOH+3Cl₂→2CO₂+1N₂+6KCl+2H₂O
（3）若處理上述廢水100L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，至少需液氯175.5 g．

Answer 1

分析 （1）化合價(jià)升高的元素被氧化；
（2）反應(yīng)中KOCN→N₂，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，共升高6價(jià)，Cl₂→KCl，Cl元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，共降低2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6，故N₂系數(shù)為1，Cl₂系數(shù)為3，結(jié)合原子守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù)；
（3）計(jì)算廢水中KCN的質(zhì)量，再根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算KCN的物質(zhì)的量，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，生成CO、
N₂，整個(gè)過(guò)程中C元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+4價(jià)，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，Cl元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算n（Cl₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算需要氯氣的質(zhì)量

解答 解：（1）反應(yīng)中C元素化合價(jià)由KCN中+2價(jià)升高為KOCN中+4價(jià)，C元素被氧化，
故答案為：C；
（2）反應(yīng)中KOCN→N₂，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，共升高6價(jià)，Cl₂→KCl，Cl元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，共降低2價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為6，故N₂系數(shù)為1，Cl₂系數(shù)為3，結(jié)合原子守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù)，平衡后方程式為：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O，電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為
故答案為：2、4、3、2、1、6、2；；
（3）廢水中KCN的質(zhì)量為650mg/L×100L=13000mg=65g，物質(zhì)的量為$\frac{65g}{65g/mol}$=1mol，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，應(yīng)生成CO、N₂，整個(gè)過(guò)程中C元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+4價(jià)，N元素化合價(jià)由-3價(jià)升高為0價(jià)，Cl元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-1價(jià)，電子轉(zhuǎn)移守恒可知2×n（Cl₂）=1mol×（4-2）+1mol×[0-（-3）]，解得n（Cl₂）=2.5mol，故需要氯氣的質(zhì)量為2.5mol×71g/mol=175.5g，
故答案為：175.5．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，為高頻考點(diǎn)，注意把握元素化合價(jià)的判斷，為解答該題的關(guān)鍵，結(jié)合電子得失守恒解答該題，難度不大