Question

3．氰化物廣泛應(yīng)用于冶金、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，因其對(duì)人畜及環(huán)境的巨大危害，需對(duì)含氰化物的廢液進(jìn)行深度處理．如處理含有NaCN的廢液時(shí)，可在催化劑TiO₂作用下，先用NaC1O將NaCN 氧化成NaCNO，再在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化，生成N₂和CO₂．環(huán)保工作人員在密閉系統(tǒng)中用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以證明處理方法的有效性．將含一定量NaCN的污水濃縮后與過(guò)量NaClO溶液混合倒入甲中，塞上橡皮塞，一段時(shí)間后，打開(kāi)橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關(guān)閉活塞．

（1）NaCN的電子式為Na⁺．
（2）甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl，乙中反應(yīng)的離子方程式為2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O、2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O．
（3）乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有HCl及副產(chǎn)物Cl₂等，丙中加入飽和食鹽水，則裝置的作用為除去氯氣中的氯化氫．
（4）設(shè)計(jì)一個(gè)確定CN^-被處理的百分率的實(shí)驗(yàn)方案過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計(jì)算出CN^-被處理的百分率，裝有堿石灰的干燥管的作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入戊裝置影響沉淀測(cè)定的準(zhǔn)確度．
（5）氫氰酸（HCN）是現(xiàn)代最早廣泛使用的熏蒸之一，可以用于防治各種倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)．在含有NaCN的廢液中通入CO₂可以制備氫氰酸．己知：

化學(xué)式	電離常數(shù)（25℃）
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11

寫(xiě)出含NaCN的廢液通入少量CO₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃．

Answer 1

分析 處理含有NaCN的廢液流程：實(shí)驗(yàn)原理為測(cè)量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對(duì)CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣、氯化氫都能被石灰水吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，所以進(jìn)入戊裝置的氣體應(yīng)除去氯氣、氯化氫，用丙裝置：飽和食鹽水吸氯化氫，用丁裝置：用銅網(wǎng)除去氯氣；堿石灰防止空氣中的CO₂、水蒸氣進(jìn)入戊裝置干擾實(shí)驗(yàn)，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定．
（1）NaCN為離子化合物，由鈉離子和氰離子構(gòu)成，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電子式；
（2）甲裝置中，在催化劑TiO₂作用下，先用NaC1O將NaCN 氧化成NaCNO，根據(jù)題意可知，乙裝置中酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl^-，或生成N₂、CO₂和Cl₂，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平；
（3）測(cè)量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對(duì)CN^-的處理，氯氣能被石灰水吸收，氯氣難溶于飽和食鹽水，HCl極易溶于水；
（4）為測(cè)量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對(duì)CN^-的處理，根據(jù)碳原子守恒，計(jì)算出被處理的CN^-的物質(zhì)的量，所以過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計(jì)算出CN^-被處理的百分率；堿石灰作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置戊中影響沉淀測(cè)定的準(zhǔn)確度；
（5）根據(jù)酸的電離常數(shù)進(jìn)行分析判斷，電離常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，向NaCN溶液中通入少量CO₂，由于酸性：H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，故反應(yīng)生成HCN和碳酸氫鈉，不能生成二氧化碳．

解答 解：（1）NaCN為離子化合物，由Na⁺和CN^-構(gòu)成，電子式為：Na⁺，
故答案為：Na⁺；
（2）甲裝置中，在催化劑TiO₂作用下，先用NaC1O將NaCN 氧化成NaCNO，反應(yīng)為：NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl，乙裝置中酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl^-，或生成N₂、CO₂和Cl₂，反應(yīng)離子方程式為：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O、2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
故答案為：NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O、2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
（3）氯氣難溶于飽和食鹽水，但HCl極易溶于水，可用飽和食鹽水除去氯氣中少量的氯化氫氣體，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；
（4）為測(cè)量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對(duì)CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣、氯化氫都能被石灰水吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，所以進(jìn)入戊裝置的氣體應(yīng)除去氯氣、氯化氫，用丙裝置：飽和食鹽水吸氯化氫，用丁裝置：用銅網(wǎng)除去氯氣；堿石灰防止空氣中的CO₂、水蒸氣進(jìn)入戊裝置干擾實(shí)驗(yàn)，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，所以確定CN^-被處理的百分率的實(shí)驗(yàn)方案為過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計(jì)算出CN^-被處理的百分率，裝有堿石灰的干燥管的作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入戊裝置影響沉淀測(cè)定的準(zhǔn)確度，
故答案為：過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計(jì)算出CN^-被處理的百分率；防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入戊裝置影響沉淀測(cè)定的準(zhǔn)確度；
（5）根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，電離常數(shù)：H₂CO₃＞HCN＞碳酸氫根離子，酸性：H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，向NaCN溶液中通入少量CO₂，由于故反應(yīng)生成HCN和碳酸氫鈉，不能生成二氧化碳，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃，
故答案為：NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)組成與含量的測(cè)定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置理解與評(píng)價(jià)、閱讀獲取信息的能力等，題目難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的靈活應(yīng)用能力．