Question

某工業(yè)廢水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-等離子，需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放，污水處理廠擬用如圖甲所示流程進(jìn)行處理，回答下列問(wèn)題：

（1）步驟②中，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-的離子方程式為

 

（2）含Cr³⁺廢水可以加入熟石灰進(jìn)一步處理，目的是

 

．
（3）在25℃下；將amol?L^-1的NaCN溶液與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7，則a

 

0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；溶液中從c（Na⁺）-c（CN^-）=

 

mol?L^-1．
（4）步驟③中所用Na₂S₂O₃溶液常用做標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定I₂在溶液中的含量，滴定操作中常選用

 

做指示劑．
（5）電解法也能將一定濃度的酸性廢水中的Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，其原理如圖乙所示：
①A為

 

極，陰極的電極反應(yīng)式

 

．
②已知25℃時(shí)，Ksp[Cr（OH）₃]=5.0×10^-31，則Cr³⁺的水解平衡常數(shù)K_h

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：含CN^-廢水調(diào)整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-離子反應(yīng)生成CNO^-的廢水，含Cr₂O₇^2-的廢水調(diào)整溶液PH加入Na₂S₂O₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到含硫酸根離子的廢水，和含CNO^-的廢水繼續(xù)處理得當(dāng)待測(cè)水樣，
（1）步驟②中，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-，則因?yàn)槭窃趬A性環(huán)境中，故ClO^-只能被還原為Cl^-；
（2）加入熟石灰進(jìn)一步處理，調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（3）反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7，則可推知NaCN過(guò)量，根據(jù)電荷守恒和物料守恒即可計(jì)算出CN^-和HCN的濃度，結(jié)合電荷守恒、物料守恒解答；
（4）可用淀粉作指示劑；
（5）電解法也能將一定濃度的酸性廢水中的Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，可用鐵為陽(yáng)極，生成具有還原性的Fe²⁺與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，陰極生成氫氣，結(jié)合溶度積和水的離子積計(jì)算水解常數(shù)．

解答： 解：含CN^-廢水調(diào)整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-離子反應(yīng)生成CNO^-的廢水，含Cr₂O₇^2-的廢水調(diào)整溶液PH加入Na₂S₂O₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到含硫酸根離子的廢水，和含CNO^-的廢水繼續(xù)處理得當(dāng)待測(cè)水樣，
（1）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CNO^-、Cl^-離子，離子反應(yīng)為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（2）含Cr³⁺廢水可以加入熟石灰進(jìn)一步處理，目的是調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
故答案為：調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（3）將amol?L^-1的NaCN溶液與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，則混合后c（Cl^-）=0.005mol/L，
由于反應(yīng)后測(cè)得溶液pH=7，當(dāng)a=0.01時(shí)，恰好反應(yīng)，生成了氰化氫溶液，溶液顯示酸性，故氰化鈉應(yīng)該多些，故a＞0.01；
根據(jù)電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）+c（Cl^-），PH=7，則c（H⁺）=c（OH^-），所以c（Na⁺）=c（CN^-）+c（Cl^-），
則c（Na⁺）-c（CN^-）=c（Cl^-）=0.005mol/L，
故答案為：＞；0.005；
（4）因淀粉遇碘變藍(lán)色，則可用淀粉作指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液變藍(lán)色，故答案為：淀粉溶液；
（5）①電解法也能將一定濃度的酸性廢水中的Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，可用鐵為陽(yáng)極，生成具有還原性的Fe²⁺與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則A為負(fù)極，陰極生成氫氣，電極方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：負(fù)；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②已知Ksp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）×c³（OH^-）=5.0×10^-31，又知c（H⁺）×c（OH^-）=1.0×10^-14，
Cr³⁺的水解方程式為Cr³⁺+3H₂O?Cr（OH）₃+3H⁺，則平衡常數(shù)K_h=

c3(H+)

c(Cr3+)

=

c3(H+)×c3(OH-)

c(Cr3+)×c3(OH-)

=

(1×10-14)3

5×10-31

=2×10^-12，
故答案為：2×10^-12．

點(diǎn)評(píng)：本題以工藝流程為載體，側(cè)重化學(xué)基本概念、基本理論，考查了氧化還原反應(yīng)及離子方程式的書寫，水溶液中的離子平衡、離子濃度、電離常數(shù)、沉淀溶解平衡等電解質(zhì)溶液的相關(guān)知識(shí)．考查學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力、靈活分析處理實(shí)際問(wèn)題的能力．