Question

電鍍廠曾采用有氰電鍍工藝，由于排放的廢水中含有的劇毒CN^-離子，而逐漸被無氰電鍍工藝替代．處理有氰電鍍的廢水時，可在催化劑TiO₂作用下，先用NaClO將CN^-離子氧化成CNO^-，再在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化成N₂和CO₂．環(huán)保工作人員在密閉系統(tǒng)中用如圖裝置進行實驗，以證明處理方法的有效性，并測定CN^-被處理的百分率．將濃縮后含CN^-離子的污水與過量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN^-的濃度為0.05mol?L^-1）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段時間后，打開橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關閉活塞．回答下列問題：

（1）甲中反應的離子方程式為

 

；乙中反應的離子方程式為

 

；
（2）乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有HCl及副產(chǎn)物Cl₂等，上述實驗是通過測定二氧化碳的量來確定對CN^-的處理效果．則丙中加入的除雜試劑是

 

（填字母）；
a．飽和食鹽水   b．飽和NaHCO₃溶液   c．濃NaOH溶液   d．濃硫酸
（3）丁在實驗中的作用是

 

；裝有堿石灰的干燥管的作用是

 

；
（4）戊中盛有含Ca（OH）₂ 0.02mol的石灰水，若實驗中戊中共生成0.82g沉淀，則該實驗中測得CN^-被處理的百分率等于

 

；有人提出該測得值與實際處理的百分率相比偏低，請指出可能的原因

 

（只寫一條）．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)題意可知，甲中反應為NaClO將CN^-離子氧化成CNO^-，乙中的反應為酸性條件下CNO^-與NaClO反應生成N₂、CO₂和Cl₂．根據(jù)氧化還原反應配平；
（2）丙中飽和食鹽水除去混合氣體中的氯化氫氣體；
（3）銅網(wǎng)用來除去氯氣，堿石灰作用是防止空氣中的二氧化碳進入澄清石灰水反應；
（4）根據(jù)碳原子守恒，計算出被處理的CN^-的物質的量，再利用200mL（其中CN^-的濃度0.05mol/L）求出CN^-被處理的百分率；裝置中殘留有CO₂未被完全吸收，導致測定的二氧化碳質量偏低．

解答： 解：（1）根據(jù)題意可知，甲中反應為NaClO將CN^-離子氧化成CNO^-，反應的離子方程式為：CN^-+ClO^-=CNO^-+Cl^-；乙中的反應為酸性條件下CNO^-與NaClO反應生成N₂、CO₂，反應離子方程式為2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，
故答案為：CN^-+ClO^-=CNO^-+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O；
（2）乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有HCl及副產(chǎn)物Cl₂等，丙中飽和食鹽水能夠除去氯化氫雜質；丁中銅網(wǎng)能夠和氯氣反應從而除去氯氣雜質；避免空氣中的二氧化碳進入戊裝置造成測定數(shù)據(jù)的干擾，用堿石灰吸收二氧化碳，
故答案為：a；
（3）丁中銅網(wǎng)能夠和氯氣反應從而除去氯氣雜質；避免空氣中的二氧化碳進入戊裝置造成測定數(shù)據(jù)的干擾，用堿石灰吸收二氧化碳，
故答案為：除去Cl₂；防止空氣中CO₂進入戊中影響測定準確度；
（4）200mL（其中CN^-的濃度0.05mol/L）混合液中含有的CN^-的物質的量是：0.2L×0.05mol/L=0.01mol，根據(jù)碳原子守恒，增多生成0.01mol二氧化碳，所以石灰水過量，生成的碳酸鈣的物質的量是：0.0082mol，反應的CN^-的物質的量是0.0082mol，CN^-被處理的百分率是：

0.0082mol

0.01mol

×100%=82%；
裝置乙、丙、丁中可能滯留有CO₂，未被完全吸收，導致測定的二氧化碳質量偏低，測得的CN^-被處理的百分率與實際值相比偏低，裝置乙、丙、丁中可能滯留有二氧化碳，二氧化碳產(chǎn)生的速率較快未與戊中的澄清石灰水充分反應，氯氣氯化氫在丙、丁中未吸收完全；
故答案為：82%；裝置乙、丙、丁中可能滯留有二氧化碳，或二氧化碳產(chǎn)生的速率較快未與戊中的澄清石灰水充分反應，或氯氣氯化氫在丙、丁中未吸收完全．

點評：本題考查了電鍍后的廢水中CN^-離子的含量測定，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強，側重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O計、操作能力．