Question

3．氰化物廣泛應(yīng)用于冶金、化工、醫(yī)藥等行業(yè)，因其對人畜及環(huán)境的巨大危害，需對含氰化物的廢液進行深度處理．如處理含有NaCN的廢液時，可在催化劑TiO₂作用下，先用NaC1O將NaCN 氧化成NaCNO，再在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化，生成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．將含一定量NaCN的污水濃縮后與過量NaClO溶液混合倒入甲中，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(guān)閉活塞．

（1）NaCN的電子式為Na⁺．
（2）甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl，乙中反應(yīng)的離子方程式為2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O、2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O．
（3）乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有HCl及副產(chǎn)物Cl₂等，丙中加入飽和食鹽水，則裝置的作用為除去氯氣中的氯化氫．
（4）設(shè)計一個確定CN^-被處理的百分率的實驗方案過濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計算出CN^-被處理的百分率，裝有堿石灰的干燥管的作用是防止空氣中的二氧化碳進入戊裝置影響沉淀測定的準(zhǔn)確度．
（5）氫氰酸（HCN）是現(xiàn)代最早廣泛使用的熏蒸之一，可以用于防治各種倉儲害蟲．在含有NaCN的廢液中通入CO₂可以制備氫氰酸．己知：

化學(xué)式	電離常數(shù)（25℃）
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11

寫出含NaCN的廢液通入少量CO₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃．

Answer 1

分析 處理含有NaCN的廢液流程：實驗原理為測量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣、氯化氫都能被石灰水吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測定，所以進入戊裝置的氣體應(yīng)除去氯氣、氯化氫，用丙裝置：飽和食鹽水吸氯化氫，用丁裝置：用銅網(wǎng)除去氯氣；堿石灰防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入戊裝置干擾實驗，影響二氧化碳質(zhì)量的測定．
（1）NaCN為離子化合物，由鈉離子和氰離子構(gòu)成，據(jù)此書寫電子式；
（2）甲裝置中，在催化劑TiO₂作用下，先用NaC1O將NaCN 氧化成NaCNO，根據(jù)題意可知，乙裝置中酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl^-，或生成N₂、CO₂和Cl₂，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平；
（3）測量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對CN^-的處理，氯氣能被石灰水吸收，氯氣難溶于飽和食鹽水，HCl極易溶于水；
（4）為測量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對CN^-的處理，根據(jù)碳原子守恒，計算出被處理的CN^-的物質(zhì)的量，所以過濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計算出CN^-被處理的百分率；堿石灰作用是防止空氣中的二氧化碳進入裝置戊中影響沉淀測定的準(zhǔn)確度；
（5）根據(jù)酸的電離常數(shù)進行分析判斷，電離常數(shù)越大，酸性越強，向NaCN溶液中通入少量CO₂，由于酸性：H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，故反應(yīng)生成HCN和碳酸氫鈉，不能生成二氧化碳．

解答 解：（1）NaCN為離子化合物，由Na⁺和CN^-構(gòu)成，電子式為：Na⁺，
故答案為：Na⁺；
（2）甲裝置中，在催化劑TiO₂作用下，先用NaC1O將NaCN 氧化成NaCNO，反應(yīng)為：NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl，乙裝置中酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl^-，或生成N₂、CO₂和Cl₂，反應(yīng)離子方程式為：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O、2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
故答案為：NaCN+NaClO=NaCNO+NaCl；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O、2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
（3）氯氣難溶于飽和食鹽水，但HCl極易溶于水，可用飽和食鹽水除去氯氣中少量的氯化氫氣體，
故答案為：除去氯氣中的氯化氫；
（4）為測量戊裝置中澄清石灰水吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣、氯化氫都能被石灰水吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測定，所以進入戊裝置的氣體應(yīng)除去氯氣、氯化氫，用丙裝置：飽和食鹽水吸氯化氫，用丁裝置：用銅網(wǎng)除去氯氣；堿石灰防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入戊裝置干擾實驗，影響二氧化碳質(zhì)量的測定，所以確定CN^-被處理的百分率的實驗方案為過濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計算出CN^-被處理的百分率，裝有堿石灰的干燥管的作用是防止空氣中的二氧化碳進入戊裝置影響沉淀測定的準(zhǔn)確度，
故答案為：過濾、洗滌、干燥、稱量戊中沉淀的質(zhì)量，計算出CN^-被處理的百分率；防止空氣中的二氧化碳進入戊裝置影響沉淀測定的準(zhǔn)確度；
（5）根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，電離常數(shù)：H₂CO₃＞HCN＞碳酸氫根離子，酸性：H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，向NaCN溶液中通入少量CO₂，由于故反應(yīng)生成HCN和碳酸氫鈉，不能生成二氧化碳，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃，
故答案為：NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃．

點評 本題考查物質(zhì)組成與含量的測定、對實驗原理與裝置理解與評價、閱讀獲取信息的能力等，題目難度中等，是對知識的綜合運用，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的靈活應(yīng)用能力．