Question

某電鍍銅廠有兩種廢水，分別含有CN^-和Cr₂O₇^2-等有毒離子，擬用NaClO和Na₂S₂O₃按照下列流程進行處理．

請完成下列填空：
（1）HCN有劇毒，電子式是

 

，其分子屬于

 

（填“極性”、“非極性”）分子．
（2）表示原子結構的化學用語有：原子結構示意圖、核外電子排布式、軌道表示式．從中選擇最詳盡描述核外電子運動狀態(tài)的方式，來表示氧原子的最外層電子的運動狀態(tài)：

 

，其中最外層有

 

種不同能量的電子．
（3）下列事實能說明氯與硫兩元素非金屬性相對強弱的是

 

．
a．相同條件下水溶液的pH：NaClO＞Na₂S₂O₃      b．還原性：H₂S＞HCl
c．相同條件下水溶液的酸性：HClO₃＞H₂SO₃      d．穩(wěn)定性：HCl＞H₂S
（4）寫出流程③的離子方程式為：

 

．
（5）反應③中，每消耗0.5mol Cr₂O₇^2-轉移的電子數為

 

；
（6）取少量待測水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍色沉淀生成，繼續(xù)加至不再產生藍色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，藍色沉淀轉化成黑色沉淀，解釋產生該現象的原因

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,元素周期律的作用,氧化還原反應的計算

專題：實驗設計題

分析：（1）HCN是共價化合物，根據電子式的書寫方法來回答，不同元素之間形成的化學鍵極性共價鍵，該鍵形成的不對稱分子是極性分子；
（2）軌道表示式可以詳盡描述氧原子的核外電子運動狀態(tài)的方式；
（3）比較非金屬元素的非金屬性強弱，可根據單質之間的置換反應、對應最高價氧化物的水化物的酸性、氫化物的穩(wěn)定性等角度判斷；
（4）在酸性環(huán)境下，重鉻酸根離子可將硫代硫酸根離子氧化，據此書寫離子方程式；
（5）利用反應：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O來計算每0.5molCr₂O₇^2-轉移的電子數；
（6）根據銅離子與氫氧根離子反應生成沉淀及沉淀的轉化來分析．

解答： 解：（1）HCN是共價化合物，電子式為：，不同元素之間形成的化學鍵極性共價鍵，該鍵形成的不對稱分子是極性分子，
故答案為：；極性；
（2）軌道表示式可以詳盡描述氧原子的核外電子運動狀態(tài)的方式，即，從該軌道表示式可以看出：最外層有2種不同能量的電子，
故答案為：2；
（3）a．相同條件下水溶液的pH：NaClO＞Na₂S₂O₃，則酸性是：HClO＜H₂S₂O₃，但是元素對應最高價氧化物的水化物的酸性強弱才能說明氯元素的非金屬性比硫元素強，故a錯誤；
 b．還原性：H₂S＞HCl，即氯氣與H₂S能發(fā)生置換反應，說明氯氣的氧化性大于S，元素的非金屬性Cl大于S，故b正確；
c．相同條件下水溶液的酸性：HClO₃＞H₂SO₃，但是元素對應最高價氧化物的水化物的酸性強弱才能說明氯元素的非金屬性比硫元素強，故c錯誤；
d．元素的非金屬性越強，對應氫化物的穩(wěn)定性越強，氯化氫比硫化氫穩(wěn)定，穩(wěn)定性：HCl＞H₂S，故d正確；
故選bd；
（4）在酸性環(huán)境下，重鉻酸根離子氧化性可將硫代硫酸根離子氧化為硫酸根離子，自身被還原為Cr³⁺，即3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（5）根據反應：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，每4molCr₂O₇^2-被還原轉移的電子是24mol，所以每0.5molCr₂O₇^2-轉移的電子數3.0N_A（或1.806×10²⁴），故答案為：3.0N_A（或1.806×10²⁴）；
（6）因銅離子與氫氧根離子反應生成氫氧化銅沉淀，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則加入Na₂S溶液能發(fā)生沉淀的轉化，
故答案為：待檢水樣中還有Cu²⁺，加堿發(fā)生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則發(fā)生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq），使沉淀向更難溶方向轉化．

點評：本題考查了物質的分離和提純方法、氧化還原反應，注重了化學與實際生產的聯系，學生應學會利用物質的性質、元素的化合價、電子守恒等來解答．