Question

3．電鍍工業(yè)中往往產(chǎn)生大量的有毒廢水，必須嚴格處理后才可以排放．含CN^-廢水在排放前的處理過程如下：

已知：9.0g 沉淀 D 在氧氣中灼燒后，產(chǎn)生 8.0g 黑色固體，生成的氣體通過足量澄清石灰水時，產(chǎn)生 10.0g 白色沉淀，最后得到的混合氣體除去氧氣后，還剩余標準狀況下密度為 1.25g/L 的單質(zhì)氣體 1.12L．
（1）沉淀 D 的化學式是CuCN．
（2）寫出沉淀 D 在氧氣中灼燒發(fā)生的化學方程式2CuCN+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+N₂+2CO₂．
（3）濾液 C 中還含有微量的CN^-離子，通過反應②，可將其轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的物質(zhì)，試用離子方程式表示該原理2CN^-+5ClO^-+2H⁺=5Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+H₂O．
（4）反應①為制得某種元素的低價 X 離子，試從氧化還原反應的角度分析，是否可以用Na₂SO₃溶液來代替 B 溶液可以（填是或否），理由是：因為Na₂SO₃具有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺離子，并設計實驗證明所用 Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)．

Answer 1

分析 9.0g沉淀D在氧氣中灼燒后，產(chǎn)生8.0g黑色固體，黑色固體應為CuO，生成的氣體通過足量澄清石灰水時，產(chǎn)生10.0g白色沉淀，最后得到的混合氣體除去氧氣后，還剩余標況下密度為1.25g/L的氣體1.12L，氣體的相對分子質(zhì)量為1.25×22.4=28，電鍍?nèi)芤褐泻�有高濃度的CN^-離子，應為氮氣，則白色沉淀為CaCO₃，其物質(zhì)的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，生成的二氧化碳為0.1mol，則碳元素質(zhì)量為0.1mol×12g/mol=1.2g，氮氣的質(zhì)量為1.25g×1.12L=1.4g，物質(zhì)的量為$\frac{1.4g}{28g/mol}$=0.05mol，CuO的物質(zhì)的量為$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，C、N、Cu元素總質(zhì)量為1.2g+1.4g+0.1mol×64g/mol=9g，等于沉淀D的質(zhì)量，故D由Cu、C、N三種元素組成，且三原子物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol：0.05mol×2=1：1：1，故D的化學式為CuCN，X為Cu⁺離子，B應為具有還原性的物質(zhì)．

解答 解：9.0g沉淀D在氧氣中灼燒后，產(chǎn)生8.0g黑色固體，黑色固體應為CuO，生成的氣體通過足量澄清石灰水時，產(chǎn)生10.0g白色沉淀，最后得到的混合氣體除去氧氣后，還剩余標況下密度為1.25g/L的氣體1.12L，氣體的相對分子質(zhì)量為1.25×22.4=28，電鍍?nèi)芤褐泻�有高濃度的CN^-離子，應為氮氣，則白色沉淀為CaCO₃，其物質(zhì)的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，生成的二氧化碳為0.1mol，則碳元素質(zhì)量為0.1mol×12g/mol=1.2g，氮氣的質(zhì)量為1.25g×1.12L=1.4g，物質(zhì)的量為$\frac{1.4g}{28g/mol}$=0.05mol，CuO的物質(zhì)的量為$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，C、N、Cu元素總質(zhì)量為1.2g+1.4g+0.1mol×64g/mol=9g，等于沉淀D的質(zhì)量，故D由Cu、C、N三種元素組成，且三原子物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol：0.05mol×2=1：1：1，故D的化學式為CuCN，X為Cu⁺離子，B應為具有還原性的物質(zhì)．
（1）沉淀D的化學式是：CuCN，故答案為：CuCN；
（2）沉淀D在氧氣中灼燒發(fā)生的化學方程式：2CuCN+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+N₂+2CO₂，
故答案為：2CuCN+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+N₂+2CO₂；
（3）CN^-離子與NaClO在酸性條件轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的物質(zhì)，應是生成氮氣、二氧化碳，還有氯化鈉與水生成，反應離子方程式為：2CN^-+5ClO^-+2H⁺=5Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+H₂O，
故答案為：2CN^-+5ClO^-+2H⁺=5Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+H₂O；
（4）Na₂SO₃具有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺離子，可以用Na₂SO₃溶液來代替B溶液；
Na₂SO₃溶液變質(zhì)為生成Na₂SO₄，檢驗Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)的方法為：取少許Na₂SO₃溶液于試管中，加入足量稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，若有沉淀生成，說明Na₂SO₃溶液變質(zhì)，否則，說明Na₂SO₃溶液未變質(zhì)，
故答案為：可以，因為Na₂SO₃具有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺離子；取少許Na₂SO₃溶液于試管中，加入足量稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，若有沉淀生成，說明Na₂SO₃溶液變質(zhì)，否則，說明Na₂SO₃溶液未變質(zhì)．

點評 本題考查無機物推斷、氧化還原反應、實驗方案設計等，屬于計算猜測驗證型，側(cè)重考查學生放學計算能力、需要學生具備扎實的基礎，難度較大．