Question

1．亞鐵氰化鉀（K₄Fe（CN）₆，黃血鹽）在化學實驗、電鍍、食品添加劑及醫(yī)學上有廣泛用途．還可用于冶療鉈（Tl）中毒，燒制青花瓷時可用于繪畫等．已知HCN是一種極弱的酸．現(xiàn)有一種用含NaCN廢水合成黃血鹽的主要工藝流程如圖：
（1）實驗室用NaCN固體配制NaCN溶液時，應先將其溶于NaOH溶液，再用蒸餾水稀釋．
（2）流程中經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到K4[Fe（CN）₆]．過濾實驗中使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺．
（3）流程圖中加入碳酸鈉溶液的主要目的是除去其中的Ca²⁺．
（4）燒制青花瓷時，瓷器表面的暗紅色涉及輝銅礦制取銅的反應．其過程如下：
2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
2Cu2O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ/mol
則由Cu₂S與O₂加熱反應生成Cu的熱化學方程式為Cu₂S（s）+O₂（g）=）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-652.2KJ/mol．
（5）工業(yè)上常用草酸（H₂C₂O₄）來洗滌反應后的轉(zhuǎn)化罐，草酸也可以用于制備高檔香料乙醛酸（H₂C₂O₃），裝置如圖2所示，寫出復合膜電極的電極反應式HOOCCOOH+2H⁺+2e^-═OHCCOOH+H₂O．
（6）環(huán)保局對某電鍍廠排放的NaCN溶液，進行檢測．取NaCN廢液1L，濃縮到20mL，加入適量硫酸酸化，用滴定管加入過量的0.10mol/L的H₂O₂共計15mL，產(chǎn)生兩種無毒氣體，請寫出該離子反應方程式2H⁺+2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O；
再用0.02mol/L的酸性KMnO4溶液滴定過程的H₂O₂，實驗測得消耗KMnO₄溶液的平均值為10.00mL，該廢水NaCN的濃度為0.98g/L．（已知廢水中的雜質(zhì)不參與反應）

Answer 1

分析 實驗目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，經(jīng)過濾后在濾液中加入KCl可轉(zhuǎn)化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，
（1）NaCN為強堿弱酸鹽，溶液中CN^-離子水解溶液呈堿性，NaCN水解呈堿性的離子方程式為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，為抑制水解，在配制溶液時可將其溶解在氫氧化鈉溶液中；
（2）依據(jù)過濾裝置選擇所需玻璃儀器；
（3）反應器中加入氯化鈣，需要加入碳酸鈉除去；
（4）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算（①+②）×$\frac{1}{3}$得到由Cu₂S與O₂加熱反應生成Cu的熱化學方程式；
（5）草酸（HOOCCOOH）在陰極上得電子生成OHCCOOH，陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣，電池總反應為2HOOCCOOH═2OHCCOOH+O₂↑；
（6）取NaCN廢液1L，濃縮到20mL，加入適量硫酸酸化得到的氰化氫與雙氧水反應生成兩種無毒氣體為氮氣和二氧化碳，依據(jù)原子守恒書寫化學方程式；高錳酸鉀溶液氧化過氧化氫生成氧氣，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，計算剩余過氧化氫，得到與NaCN反應的過氧化氫來計算NaCN物質(zhì)的量，計算得到溶液濃度．

解答 解：實驗目的是合成黃血鹽，由流程可知，NaCN廢液中加入硫酸亞鐵、氯化鈣，發(fā)生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，經(jīng)過濾后在濾液中加入KCl可轉(zhuǎn)化生成K₄[Fe（CN）₆，說明K₄[Fe（CN）₆溶解度較小，
（1）NaCN為強堿弱酸鹽，溶液中CN^-離子水解溶液呈堿性，NaCN水解呈堿性的離子方程式為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，為抑制水解，在配制溶液時可將其溶解在氫氧化鈉溶液中，在加水稀釋，
故答案為：NaOH；
（2）流程中經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到K4[Fe（CN）₆]．過濾實驗中使用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，故答案為：漏斗；
（3）反應器中加入氯化鈣，加入碳酸鈉溶液可除去過量的Ca²⁺，
故答案為：除去其中的Ca²⁺；
（4）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律計算（①+②）×$\frac{1}{3}$得到由Cu₂S與O₂加熱反應生成Cu的熱化學方程式為：Cu₂S（s）+O₂（g）=）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-652.2KJ/mol，
故答案為：Cu₂S（s）+O₂（g）=）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-652.2KJ/mol；
（5）草酸（HOOCCOOH）在陰極上得電子生成OHCCOOH，陰極反應式為：HOOCCOOH+2H⁺+2e^-═OHCCOOH+H₂O，
故答案為：HOOCCOOH+2H⁺OHCCOOH+H₂O；
（6）取NaCN廢液1L，濃縮到20mL，加入適量硫酸酸化得到的氰化氫與雙氧水反應生成兩種無毒氣體為氮氣和二氧化碳，反應的離子方程式為：2H⁺+2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O，再用0.02mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定過程的H₂O₂，實驗測得消耗KMnO₄溶液的平均值為10.00mL，反應的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
              2       5
 0.02mol/L×0.010L    n
n=0.0005mol，
與NaCN反應的過氧化氫物質(zhì)的量=0.10mol/L×0.015L-0.0005mol=0.001mol
    2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O
     2     5
n（NaCN）    0.001mol
n（NaCN）=0.0004mol，
該廢水NaCN的濃度=$\frac{0.0004mol×49g/mol}{0.020L}$=0.98g/L
故答案為：2H⁺+2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O；0.98．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫、鹽類水解的原理分析、電解池電極反應、滴定實驗的計算分析、離子方程式書寫等知識點，題目難度中等．