13.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(lèi)健康.一旦泄露需要及時(shí)處理,一般可以通過(guò)噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來(lái)處理,以減輕環(huán)境污染.
Ⅰ、已知:氰化鈉化學(xué)式為NaCN(C元素+2價(jià),N元素-3價(jià)),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.
(1)用離子方程式說(shuō)明氰化鈉水溶液呈堿性的原因CN-+H2O?HCN+OH-
(2)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(wú)色氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明酸性硝酸大于碳酸,則非金屬性N>C.
(3)NaCN用雙氧水處理后,產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該反應(yīng)的離子方程式是CN-+H2O2+H2O═HCO3-+NH3↑;
Ⅱ、某化學(xué)興趣小組實(shí)驗(yàn)室制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3),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.
【實(shí)驗(yàn)一】實(shí)驗(yàn)室通過(guò)下圖裝置制備N(xiāo)a2S2O3

(4)b裝置的作用是安全瓶,防止倒吸.c裝置中的產(chǎn)物有Na2S2O3和CO2等,d裝置中的溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3,還可能有Na2SO3
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,在e處最好連接盛NaOH溶液(選填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中任一種)的注射器,然后再關(guān)閉K2打開(kāi)K1,最后拆除裝置.
【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?gòu)U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)先與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1.000×10-4mol/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)的判斷方法是滴入最后一滴硝酸銀溶液,出現(xiàn)淡黃色沉淀;
(7)處理后的廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)否(填“是”或“否”),寫(xiě)出判斷依據(jù)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).

分析 (1)NaCN為強(qiáng)堿弱酸鹽,水解呈堿性;
(2)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).
(3)NaCN用雙氧水處理產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,說(shuō)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N(xiāo)a2S2O3,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.
(4)由儀器結(jié)構(gòu)特征,b裝置為安全瓶,防止溶液倒吸;d裝置吸收二氧化硫,d中溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3,堿過(guò)量,還有亞硫酸鈉生成;
(5)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(kāi)K1拆除裝置,防止污染空氣;
【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(shuō)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)氰化鈉化學(xué)式為NaCN(C元素+2價(jià),N元素-3價(jià)),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,NaCN為強(qiáng)堿弱酸鹽,水解呈堿性,反應(yīng)的離子方程式為:CN-+H2O?HCN+OH-,
故答案為:CN-+H2O?HCN+OH-;
(2)CN-中C元素顯+2價(jià),N元素顯-3價(jià),說(shuō)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(wú)色氣泡產(chǎn)生,說(shuō)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(wú)色氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明酸性硝酸大于碳酸,則非金屬性N>C;
(3)用雙氧水處理氰化鈉,產(chǎn)生一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(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N(xiāo)a2S2O3,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.
(4)由儀器結(jié)構(gòu)特征,可知b裝置為安全瓶,防止倒吸,d裝置吸收二氧化硫,d中溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3,堿過(guò)量,還有亞硫酸鈉生成,
故答案為:安全瓶,防止倒吸;Na2SO3
(5)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(kāi)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(kāi)K1;
【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,說(shuō)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;
(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;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).

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.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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