Question

1．工業(yè)上可用微生物處理含KCN的廢水．第一步是微生物在氧氣充足的條件下，將KCN轉(zhuǎn)化成KHCO₃和NH₃（最佳pH：6.7～7.2）；第二步是把氨轉(zhuǎn)化為硝酸：NH₃+2O₂  $\stackrel{微生物}{→}$HNO₃+H₂O
請(qǐng)完成下列填空：
（1）寫出第一步反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式2KCN+O₂+4H₂O$\stackrel{微生物}{→}$2KHCO₃+2NH₃，第二步反應(yīng)的還原產(chǎn)物是HNO₃、H₂O （填寫化學(xué)式）．
（2）在KCN中，屬于短周期且原子半徑最大的元素是C，氮原子最外層電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種．水的電子式是．
（3）比較碳和氮元素非金屬性強(qiáng)弱，化學(xué)反應(yīng)方程式為NaHCO₃+HNO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）室握下，0．lmol/LK₂CO₃、KCN、KHCO₃溶液均呈堿性且pH依次減小，在含等物質(zhì)的量的KCN、KHCO₃混合溶液中，陰離子（除OH^-）濃度由大到小的順序是c（HCO₃^-）＞c（CN^-）＞c（CO₃^2-）．
（5）工業(yè)上還常用氯氧化法處凡含KCN的廢水：KCN+2KOH+Cl₂═KOCN+2KCl+H₂O，2KOCN+4KOH+3Cl₂→N₂+6KCl+2CO₂+2H₂O．兩扮相比，微生物處理法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)是（各寫一條）．
優(yōu)點(diǎn)：不存在液氯泄漏；缺點(diǎn)：微生物適應(yīng)性差．

Answer 1

分析 （1）據(jù)題意分析KCN和O₂和H₂O反應(yīng)生成KHCO₃和NH₃；在氧化還原反應(yīng)中，得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑，失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，還原劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是氧化產(chǎn)物，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物；
（2）短周期元素為元素周期表中前三個(gè)周期，故KCN中短周期元素為C和N，C和N位于元素周期表同一周期，越往左半徑越�。徊煌�的電子具有不同的能量，故有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析；水是由O-H鍵構(gòu)成的共價(jià)化合物，分子式為H₂O，據(jù)此分析；
（3）據(jù)在元素周期表中越往右越往上非金屬性越強(qiáng)分析，注意書寫時(shí)滿足元素守恒和原子守恒；
（4）等物質(zhì)的量濃度K₂CO₃、KCN、KHCO₃溶液中，溶液均呈堿性且pH依次減小，故CO₃^2-的水解程度大于CN^-大于HCO₃^-水解程度，據(jù)此進(jìn)行分析；
（5）據(jù)題目給的方程式分析優(yōu)缺點(diǎn)．

解答 解：（1）由題意分析得，KCN和O₂和H₂O反應(yīng)生成KHCO₃和NH₃，故方程式為2KCN+O₂+4H₂O$\stackrel{微生物}{→}$2KHCO₃+2NH₃；該反應(yīng)中O元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，所以O(shè)₂ 是氧化劑，得到的-2價(jià)的HNO₃和H₂O是還原產(chǎn)物，
故答案為：2KCN+O₂+4H₂O$\stackrel{微生物}{→}$2KHCO₃+2NH₃；HNO₃、H₂O；
（2）短周期元素為元素周期表中前三個(gè)周期，故KCN中短周期元素為C和N，C和N位于元素周期表同一周期，越往左半徑越小，且C在N的右邊，故C的半徑大；不同的電子具有不同的能量，故有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最外層的電子排布式是2S²2P³，故最外層電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種；水是由O-H鍵構(gòu)成的共價(jià)化合物，分子式為H₂O，故水的電子式是；
故答案為：C；5；；
（3）在元素周期表中越往右越往上非金屬性越強(qiáng)，N在C的右邊，故N的非金屬性強(qiáng)，氧化性的制氧化性弱的，故符合的方程式為NaHCO₃+HNO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O；
故答案為：NaHCO₃+HNO₃=NaNO₃+CO₂↑+H₂O；
（4）等物質(zhì)的量濃度K₂CO₃、KCN、KHCO₃溶液中，溶液均呈堿性且pH依次減小，故CO₃^2-的水解程度大于CN^-大于HCO₃^-水解程度，故溶液中陰離子濃度c（HCO₃^-）＞c（CN^-）＞c（CO₃^2-），
故答案為：c（HCO₃^-）＞c（CN^-）＞c（CO₃^2-）；
（5）由題意得，微生物處理法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)是，優(yōu)點(diǎn)：不存在液氯泄漏等；缺點(diǎn)：微生物適應(yīng)性差等，
故答案為：不存在液氯泄漏；微生物適應(yīng)性差．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)中還原產(chǎn)物的判斷，原子半徑的比較，強(qiáng)堿弱酸鹽由于發(fā)生水解，離子濃度的比較，本題難度中等．