Question

19．2015年8月12日23：30左右，天津?yàn)I海新區(qū)的一處集裝箱碼頭發(fā)生爆炸，發(fā)生爆炸的是集裝箱內(nèi)的易燃易爆物品氰化鈉，數(shù)量為700噸左右．
資料：氰化鈉化學(xué)式為NaCN，白色結(jié)晶顆�；蚍勰�，易潮解，有微弱的苦杏仁氣味．劇毒，皮膚傷口接觸、吸入、吞食微量可中毒死亡．熔點(diǎn)563.7℃，沸點(diǎn)1496℃．易溶于水，易水解生成氰化氫，水溶液呈強(qiáng)堿性，是一種重要的化工原料，用于電鍍、冶金和有機(jī)合成醫(yī)藥、農(nóng)藥及金屬處理方面．
（1）用離子方程式表示其水溶液呈強(qiáng)堿性的原因：CN^-+H₂O?HCN+OH^-．
（2）氰化鈉要用雙氧水或硫代硫酸鈉中和．
①用雙氧水處理產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑．
②用硫代硫酸鈉中和的離子方程式為CN^-+S₂O₃^2-═A+SO₃^2-，A為SCN^-（填化學(xué)式）．
（3）含氰廢水中的CN^-有劇毒．
①CN^-中C元素顯+2價(jià)，N元素顯-3價(jià)，則非金屬性N＞C（填＜，=或＞）．
②在微生物的作用下，CN^-能夠被氧氣氧化成HCO₃^-，同時(shí)生成NH₃，該反應(yīng)的離子方程式為2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃．
③用圖1所示裝置除去含CN^-、Cl^-廢水中的CN^-時(shí)，控制溶液PH為9～10，陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無(wú)污染的氣體，下列說(shuō)法不正確的是D．
A．用石墨作陽(yáng)極，鐵作陰極
B．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：Cl^-+2OH^--2e^-=ClO^-+H₂O
C．陰極的電極反應(yīng)式為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-
D．除去CN^-的反應(yīng)：2CN^-+5ClO^-+2H⁺═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O
（4）過(guò)碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，也可用于含氰廢水的消毒．某興趣小組制備過(guò)碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方案和裝置示意圖如圖2．
已知：2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）═2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s）△H＜0，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①下列物質(zhì)中，不會(huì)引起過(guò)碳酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)的有c．
A．FeCl₃ B．CuSO₄ C．Na₂SiO₃ D．KCN
②準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2000g過(guò)碳酸鈉于250mL錐形瓶中，加50mL蒸餾水溶解，再加50mL2.0mol•L^-1 H₂SO₄，用0.02000mol•L^-1 KMnO₄ 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗30.00mL，則產(chǎn)品中H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.50%．
[反應(yīng)6KMnO₄+5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O]．

Answer 1

分析 （1）氰化鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解生成氫氰酸和氫氧化鈉，溶液呈堿性；
（2）①使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣，根據(jù)原子守恒，同時(shí)生成碳酸氫鈉；
②根據(jù)原子守恒和電荷守恒解答；
（3）①非金屬性強(qiáng)的元素顯示負(fù)價(jià)，非金屬性弱的則顯示正價(jià)；
②根據(jù)信息：CN^-能夠被氧氣氧化成HCO₃^-，同時(shí)生成NH₃來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式；
③A．該電解質(zhì)溶液呈堿性，電解時(shí)，用不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘僮髫?fù)極，可以用較不活潑金屬作正極；
B．陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和氫氧根離子反應(yīng)生成次氯酸根離子和水；
C．陰極上水失電子生成氫氣和氫氧根離子；
D．陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無(wú)污染的氣體，該反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，所以應(yīng)該有氫氧根離子生成．
（4）雙氧水和碳酸鈉混合控制溫度發(fā)生反應(yīng)2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂（s），靜置過(guò)濾得到固體2Na₂CO₃•3H₂O₂，將固體洗滌、干燥得到較純凈的2Na₂CO₃•3H₂O₂．
①過(guò)碳酸鈉相當(dāng)于帶結(jié)晶雙氧水的碳酸鈉，具有雙氧水的性質(zhì)，催化劑、還原性物質(zhì)易促進(jìn)過(guò)碳酸鈉反應(yīng)而導(dǎo)致失效；
②先寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后根據(jù)雙氧水與高錳酸鉀的物質(zhì)的量關(guān)系計(jì)算出樣品中雙氧水的百分含量．

解答 解：（1）氰化鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解反應(yīng)為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，溶液呈堿性，
故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）①用雙氧水處理氰化鈉，產(chǎn)生一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣，根據(jù)原子守恒一種酸式鹽為碳酸氫鈉，所以反應(yīng)為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，
故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
②CN^-+S₂O₃^2-═A+SO₃^2-，根據(jù)電荷守恒，A為-1價(jià)的陰離子，根據(jù)原子守恒，A中含有1個(gè)硫原子、1個(gè)碳原子、1個(gè)氮原子，所以A為：SCN^-，
故答案為：SCN^-；
（3）①CN^-中C元素顯+2價(jià)，N元素顯-3價(jià)，說(shuō)明N非金屬性強(qiáng)，
故答案為：＞；
②CN^-能夠被氧氣氧化成HCO₃^-，同時(shí)生成NH₃得出方程式為：2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃，
故答案為：2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃；
③A．該電解質(zhì)溶液呈堿性，電解時(shí)，用不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘僮髫?fù)極，可以用較不活潑金屬作正極，所以可以用石墨作氧化劑、鐵作陰極，故正確；
B．陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和氫氧根離子反應(yīng)生成次氯酸根離子和水，所以陽(yáng)極反應(yīng)式為Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O，故正確；
C．電解質(zhì)溶液呈堿性，則陰極上水失電子生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，故正確；
D．陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無(wú)污染的氣體，兩種氣體為二氧化碳和氮?dú)猓�該反�?yīng)在堿性條件下進(jìn)行，所以應(yīng)該有氫氧根離子生成，反應(yīng)方程式為2CN^-+5ClO^-+H₂O═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+2OH^-，故錯(cuò)誤；
故答案為：D；
（4）①過(guò)碳酸鈉相當(dāng)于帶結(jié)晶雙氧水的碳酸鈉，具有雙氧水的性質(zhì)，F(xiàn)eCl₃能作雙氧水分解的催化劑，KCN具有還原性，能被過(guò)碳酸鈉氧化，CuSO₄催化雙氧水的分解，硅酸鈉不與過(guò)碳酸鈉反應(yīng)，
故答案為：C；
②高錳酸鉀溶液與過(guò)碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：6KMnO₄+5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，滴定過(guò)程中消耗2.000x10^-2 mol•L^-1 KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量為：2.000x10^-2 mol•L^-1×0.03L=6.000x10^-4mol，
設(shè)過(guò)氧化氫的質(zhì)量為xg，根據(jù)關(guān)系式
KMnO₄～2Na₂CO₃•3H₂O₂～15H₂O₂
6mol                                   15×34g
6.000x10^-4mol                         x
x=0.051
過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.051g}{0.2g}$=25.50%
故答案為：25.50%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)題目，涉及化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算等知識(shí)，題目難度較大，注意化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，能夠根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)計(jì)算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．