Question

【題目】危化倉庫中往往存有鈉、鉀、硫、白磷(P4)、硝酸銨和氰化鉀(KCN)等危險品。請回答下列問題：

(1)NH4NO3為爆炸物，在某溫度下按下式進行分解：5NH4NO3=4N2↑+2HNO3+9H2O則被氧化和被還原的氮元素質(zhì)量之比為________；

(2)硫酸銅溶液是白磷引起中毒的一種解毒劑：1lP4+60CuSO4+96H2O=20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4。若8molH3PO4生成，則被CuSO4氧化的P4的物質(zhì)的量為______________mol；

(3)處理CN一常用的一種方法是用氯氣氧化。若某廠廢水中含KCN，其濃度為650mg / L。現(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應（其中N均為－3價）：KCN＋2KOH＋Cl2 = KOCN＋2KCl＋H2O 。若投入過量液氯，可將氰酸鹽進一步氧化為無毒的N2和CO2。請寫出該反應的化學方程式，____，若處理上述廢水20 L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，至少需液氯_________ g。

Answer 1

【答案】 5：3 1 2KOCN+4KOH+3Cl2═2CO2+N2+6KCl+2H2O 35.5

【解析】（1）、5NH4NO3=4N2↑+2HNO3+9H2O的反應中，氮元素由銨根中3價升高為0價，被氧化；氮元素由硝酸根中+5價降低為0價，被還原，根據(jù)得失電子守恒可知被氧化的氮原子與被還原的氮原子物質(zhì)的量之比為(50):[0(3)]=5:3，則被氧化和被還原的氮元素質(zhì)量之比為5:3，故答案是：5:3。

（2）、Cu元素的化合價由+2價降低到+1價，CuSO4是氧化劑，P4中部分磷元素由0價降低到3價，部分磷元素由0價升高到+5價，磷元素的化合價既升高又降低，所以P4既是氧化劑又是還原劑，若有8molH3PO4生成，則參加反應CuSO4為8mol×=20mol，根據(jù)得失電子守恒，則被CuSO4氧化的P4的物質(zhì)的量為=1mol，故答案為：1。

（3）、反應中KOCN→N2，N元素化合價由-3價升高為0價，共升高6價，Cl2→KCl，Cl元素化合價由0價降低為-1價，共降低2價，化合價升降最小公倍數(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)，配平后方程式為：2KOCN+4KOH+3Cl2═2CO2+N2+6KCl+2H2O；

廢水中KCN的質(zhì)量為650mg/L×20L=13000mg=13g，物質(zhì)的量為=0.2mol，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，應生成CO2、N2，整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，Cl元素化合價由0價降低為-1價，根據(jù)得失電子守恒可知2×n（Cl2）=0.2mol×（4-2）+0.2mol×[0-（-3）]，解得n（Cl2）=0.5mol，故需要氯氣的質(zhì)量為0.5mol×71g/mol=35.5g，故答案為：35.5。