Question

（零班做）某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN^-离子，另一种废水中含有Cr₂O₇^2-离子．该厂拟定如图所示的废水处理流程．

回答以下问题：
（1）步骤②发生反应的离子方程式可表示如下：aCN^-+bClO^-+2cOH^-=dCNO^-+eN₂↑+fCO₃^2-+bCl^-+cH₂O，上述离子方程式可能的配平系数有多组，请回答：
①方程式中e：f的值为

 

（填选项标号）．
A．1    B．

1

2

  C．2    D．不能确定
②若d=e=1，则b=

 

．
（2）步骤③中反应时，每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子，该反应的离子方程式为

 

（3）工业含Cr₂O

2- 7

的废水另一种处理方法是放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的NaCl后进行电解：阳极区生成的Fe²⁺和Cr₂O

2- 7

发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^-结合生成Fe（OH）₃和Cr（OH）₃沉淀除去．
若阳极铁质量减少16.8g，则理论上被还原的Cr₂O

2- 7

的物质的量为

 

mol．
（4）铜是与人类关系非常密切的有色金属，已知常温下，在溶液中Cu²⁺稳定，Cu⁺易在酸性条件下发生；2Cu⁺=Cu+Cu²⁺．大多数+1价铜的化合物是难溶物，如：Cu₂O、CuI、CuCl、CuH等．
①写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式

 

．
②将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列反应的化学方程式：

 

CuH+

 

HNO₃-

 

Cu（NO₃）₂+

 

H₂↑+

 

 

+

 

 

．

Answer 1

考点：金属的回收与环境、资源保护,氧化还原反应,电解原理

专题：氧化还原反应专题,电化学专题

分析：（1）①由CN^-离子中碳与氮原子之比为1：1，而碳氮转化为CNO^-和N₂以及CO₃^2-，因为CNO^-离子碳氮之比为1：1，所以N₂和CO₃^2-两微粒之比为1：2；
②若d=e=1，根据碳与氮原子之比为1：1，f=2，根据得失电子守恒解答； ③每生成1mol氮气转移12mol电子，据此求解转移0.6mol电子生成的气体体积；
（2）利用每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子来计算被还原后Cr元素的化合价，再书写离子方程式；
（3）根据转移电子守恒进行计算；
（4）①CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H^-失电子，盐酸中H⁺得电子，产生的气体为氢气，在酸性溶液中2Cu⁺=Cu²⁺+Cu；
②Cu⁺在酸性条件下发生的反应是：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu，稀硝酸具有强氧化性，能把铜氧化为硝酸铜，CuH具有还原性，因此二者反应生成氢气、一氧化氮气体、铜离子、H₂O．

解答： 解：（1）①由CN^-离子中碳与氮原子之比为1：1，而碳氮转化为CNO^-和N₂以及CO₃^2-，以因为CNO^-离子碳氮之比为1：1，所以N₂和CO₃^2-两微粒之比为1：2，所以e：f=1：2，故选B；
②反应aCN^-+bClO^-+2cOH^-=dCNO^-+eN₂↑+fCO₃^2-+bCl^-+cH₂O，若d=e=1，根据碳与氮原子之比为1：1，则f=2，由碳元素化合价升高1×2+2×2=6，氮元素化合价升高2×3=6，氯元素化合价降低为6，根据得失电子守恒得到b×2=12，b=6，故答案为：6；
（2）每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子，设还原后Cr元素的化合价为x，则0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，则离子反应为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，故答案为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（3）若阳极铁质量减少16.8g，根据原子守恒知生成n（Fe²⁺）=

16.8g

56g/mol

=0.3mol，根据转移电子守恒知，亚铁离子和Cr₂O₇ ^2-的关系式为6Fe²⁺----Cr₂O₇^2-，则理论上被还原的Cr₂O₇ ^2-的物质的量=

0.3mol×1

6

=0.05mol，故答案为：0.05；
（4）①CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H^-失电子盐酸中H⁺得电子，产生的气体为氢气，酸性溶液中2Cu⁺=Cu²⁺+Cu，故离子方程式为：2CuH+2H⁺=Cu²⁺+Cu+2H₂↑，
故答案为：2CuH+2H⁺=Cu²⁺+Cu+2H₂↑；
②Cu⁺在酸性条件下发生的反应是：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu，稀硝酸具有强氧化性，能把铜氧化为硝酸铜，CuH具有还原性，因此二者反应生成氢气、一氧化氮气体、铜离子、H₂O，其化学方程式为：6CuH+16HNO₃=6Cu（NO₃）₂+3H₂↑+4NO↑+8H₂O，故答案为：6；16；6；3；4；NO；8；H₂O．

点评：本题是一道注重了化学与实际生产的联系的综合知识题，考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，涉及实验操作，氧化还原反应等，明确该反应中的生成物是解本题关键，结合原子守恒、转移电子守恒来分析解答，题目难度中等．