Question

6．2015年8月，天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故確認(rèn)有氰化鈉、亞硝酸鈉、電石（主要成分為CaC₂）等，氰化鈉毒性很強(qiáng)，遇水、酸會(huì)產(chǎn)生有毒易燃氰化氫氣體．同時(shí)氰化鈉遇到亞硝酸鈉會(huì)發(fā)生爆炸．回答下列問(wèn)題：
（1）下列標(biāo)志中，應(yīng)貼在裝有氰化鈉容器上的是A

（2）寫(xiě)出NaCN的電子式．
（3）可用純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取NaCN，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（4）常溫下HCN的電離常數(shù)Ka=6.2×10^-10，濃度均為0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液顯堿（填“酸”、“堿”或“中”）性，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明其原因K_h=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性．
（5）防化官兵將爆炸殘留在廢水中的CN^-和含有Cr₂O₇^2-廢水進(jìn)行無(wú)害處理，擬定下列流程進(jìn)行廢水處理，

①上述處理廢水流程中主要使用的方法是d；
a．混凝法b．中和法    c．沉淀法d．氧化還原法
②步驟③中，每處理0.4mol Cr₂O₇^2-時(shí)轉(zhuǎn)移電子2.4mol，該反應(yīng)的離子方程式為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O
③處理酸性Cr₂O₇^2-廢水多采用鐵氧磁體法．該法是向廢水中加入FeSO₄•7H₂O將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉(zhuǎn)化成相當(dāng)于Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅢCr_（2-x）^Ⅲ]O₄（鐵氧磁體，羅馬數(shù)字表示元素價(jià)態(tài)）的沉淀．處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入amol FeSO₄•7H₂O，下列結(jié)論正確的是D．
A．x=0.5，a=6   B．x=0.5，a=10        C．x=1.5，a=6      D．x=1.5，a=10．

Answer 1

分析 （1）NaCN是有劇毒的藥品，據(jù)此選擇；
（2）NaCN屬于離子化合物，鈉離子直接用離子符號(hào)表示，陰離子需要標(biāo)出所帶電荷及最外層電子；
（3）根據(jù)K_h=$\frac{c（HCN）×c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$計(jì)算出水解平衡常數(shù)，比較NaCN的水解平衡常數(shù)和HCN的電離平衡常數(shù)可判斷溶液的酸堿性；
（4）根據(jù)工業(yè)流程可知，NaCN與FeSO₄反應(yīng)生成Fe（CN）₂白色沉淀，F(xiàn)e（CN）₂繼續(xù)與NaCN溶液反應(yīng)生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯氣氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]與硫酸亞鐵反應(yīng)生成藍(lán)色染料為Fe₃[Fe（CN）₆]₂，據(jù)此答題；
（5）流程分析含CN^-廢水調(diào)整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-離子反應(yīng)生成CNO^-的廢水，含Cr₂O₇^2-的廢水調(diào)整溶液PH加入Na₂S₂O₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到含硫酸根離子的廢水，和含CNO^-的廢水繼續(xù)處理得當(dāng)待測(cè)水樣；
①?gòu)牧鞒谭治鑫镔|(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系和試劑選擇分析所用方法；
②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；
③根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，再結(jié)合原子守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）NaCN是有劇毒的藥品，應(yīng)貼在裝有氰化鈉容器上的是劇毒標(biāo)志，
故答案為：A；
（2）NaCN為離子化合物，電子式為，
故答案為：；
（3）根據(jù)元素守恒可知，純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取 NaCN，同時(shí)會(huì)生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)明電 子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為，
故答案為：；
（4）根據(jù)K_h=$\frac{c（HCN）×c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$可知，K_h=$\frac{c（HCN）×c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（HCN）•c（O{H}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（C{N}^{-}）•c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性，
故答案為：堿；K_h=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性；
（5）①?gòu)牧鞒炭�，CN^-轉(zhuǎn)化為CNO^-，化合價(jià)升高被氧化劑氧化，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺化合價(jià)降低，故還原劑還原，故采用方法為氧化還原法；
故答案為：d；
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處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，根據(jù)鉻原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反應(yīng)后生成 $\frac{2}{2-x}$molFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x•Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根據(jù)鐵原子守恒得amol=$\frac{2（1+x）}{2-x}$mol①，該反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，1mol×2×3=$\frac{2}{2-x}$mol×（3-2）×x，解得x=1.5，將x=1.5代入①得a=10，
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高考常見(jiàn)題型，注意根據(jù)流程圖把握實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法，注意運(yùn)用電子守恒進(jìn)行計(jì)算，難度中等．