Question

11．2015年8月12日，天津?yàn)I海新區(qū)爆炸事故確認(rèn)有氰化鈉（NaCN）、亞硝酸鈉等，氰化鈉毒性很強(qiáng)，遇水、酸會(huì)產(chǎn)生有毒易燃氰化氫氣體．氰化氫的沸點(diǎn)只有26攝氏度，因此相當(dāng)容易揮發(fā)進(jìn)入空氣，這就大大增加了中毒的風(fēng)險(xiǎn)．同時(shí)氰化鈉遇到亞硝酸鈉會(huì)發(fā)生爆炸．回答下列問(wèn)題
（1）寫出氰化鈉遇水產(chǎn)生氰化氫的離子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）爆炸現(xiàn)場(chǎng)約700噸的氰化鈉大約需要900噸的雙氧水來(lái)處理．氰化鈉與雙氧水相遇后，會(huì)釋放出氨氣同時(shí)析出白色晶體碳酸氫鈉，使得氰化鈉的毒性大大降低，寫出氰化鈉與雙氧水反應(yīng)的化學(xué)方程式NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑．
（3）氰化鈉遇到亞硝酸鈉能生成氧化鈉和兩種無(wú)污染的氣體發(fā)生爆炸，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式3NaCN+5NaNO₂=3CO₂↑+4N₂↑+4Na₂O．
（4）爆炸殘留在廢水中的CN^-可以用Cr₂O₇^2-處理，擬定下列流程進(jìn)行廢水處理，

①上述處理廢水流程中主要使用的方法是D；
A．混凝法B．中和法    C．沉淀法  D．氧化還原法
②步驟②反應(yīng)無(wú)氣體放出，該反應(yīng)的離子方程式為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
③步驟③中，每處理0.4mol Cr₂O₇^2-時(shí)轉(zhuǎn)移電子2.4mol，該反應(yīng)的離子方程式為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
④處理酸性Cr₂O₇^2-廢水多采用鐵氧磁體法．該法是向廢水中加入FeSO₄•7H₂O將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉(zhuǎn)化成相當(dāng)于Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅢCr_（2-x）^Ⅲ]O₄（鐵氧磁體，羅馬數(shù)字表示元素價(jià)態(tài)）的沉淀．處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入amol FeSO₄•7H₂O，下列結(jié)論正確的是D．
A．x=0.5，a=6   B．x=0.5，a=10        C．x=1.5，a=6      D．x=1.5，a=10．

Answer 1

分析 （1）氰化鈉易發(fā)生水解產(chǎn)生氰化氫；
（2）氰化鈉與雙氧水反應(yīng)生成氨氣和碳酸氫鈉；
（3）氰化鈉遇到亞硝酸鈉會(huì)生成兩種氣體發(fā)生爆炸，氣體為二氧化碳和氮?dú)�，結(jié)合質(zhì)量守恒書(shū)寫化學(xué)方程式；
（4）含CN^-廢水調(diào)節(jié)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)節(jié)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)處理得到待測(cè)水樣．
①由上述分析可知，處理廢水流程中主要使用的方法是氧化還原反應(yīng)；
②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；
③利用每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子來(lái)計(jì)算被還原后Cr元素的化合價(jià)，再書(shū)寫離子方程式；
④根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，再結(jié)合原子守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）氰化鈉易發(fā)生水解產(chǎn)生氰化氫，方程式為CN^-+H₂O?HCN+OH^-，
故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化鈉與雙氧水反應(yīng)生成氨氣和碳酸氫鈉，方程式為NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
（3）氰化鈉遇到亞硝酸鈉會(huì)生成兩種氣體發(fā)生爆炸，氣體為二氧化碳和氮?dú)猓�反�?yīng)的方程式為3NaCN+5NaNO₂=3CO₂↑+4N₂↑+4Na₂O，
故答案為：3NaCN+5NaNO₂=3CO₂↑+4N₂↑+4Na₂O；
（4）流程分析含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?gòu)牧鞒炭�，CN^-轉(zhuǎn)化為CNO^-，化合價(jià)升高被氧化劑氧化，Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺化合價(jià)降低，故還原劑還原，故采用方法為氧化-還原法；
故答案為：D；
②步驟②中，無(wú)氣體放出，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^-，反應(yīng)式為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
③每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子，設(shè)還原后Cr元素的化合價(jià)為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，則離子反應(yīng)為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
④處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，根據(jù)鉻原子守恒得，1mol Cr₂O₇^2-完全反應(yīng)后生成 $\frac{2}{2-x}$mol Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅢCr_（2-x）^Ⅲ]O₄，根據(jù)鐵原子守恒得amol=$\frac{2（1+x）}{2-x}$mol①，該反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，1mol×2×3=$\frac{2}{2-x}$mol×（3-2）×x，解得x=1.5，將x=1.5代入①得a=10，
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)工藝流程、對(duì)信息獲取與遷移應(yīng)用、氧化還原反應(yīng)計(jì)算等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，（4）中的氧化還原反應(yīng)的計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．