Question

8．（2015年8月12日23：30左右，天津滨海新区的一处集装箱码头发生爆炸，发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品氰化钠，数量为700吨左右．

资料：氰化钠化学式为NaCN，白色结晶颗粒或末，易潮解，有微弱的苦杏仁气味．剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡．熔点563.7℃，沸点1496℃．易溶于水，易水解生成氰化氢，水溶液呈强碱性，是一种重要的化工原料，用于电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面．
（1）用离子方程式表示其水溶液呈强碱性的原因：CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）氰化钠要用双氧水或硫代硫酸钠中和．①用双氧水处理产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，请写出该反应的化学方程式NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
②用硫代硫酸钠中和的离子方程式为CN^-+S₂O₃^2-═A+SO₃^2-，A为SCN^-（填化学式）．
（3）含氰废水中的CN^-有剧毒．
①CN^-中C元素显+2价，N元素显-3价，则非金属性N＞C（填＜，=或＞）
②在微生物的作用下，CN^-能够被氧气氧化成HCO₃^-，同时生成NH₃，该反应的离子方程式为2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃．
③用如图1所示装置除去含CN^-、Cl^-废水中的CN^-时，控制溶液PH为9～10，阳极产生的ClO^-将CN^-氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O
C．阴极的电极反应式为：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-
D．除去CN^-的反应：2CN^-+5ClO^-+2H⁺═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O
（4）过碳酸钠（2Na₂CO₃•3H₂O₂）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，也可用于含氰废水的消毒．某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如图2：

已知：2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s）△H＜0，请回答下列问题：
①下列物质中，不会引起过碳酸钠发生氧化还原反应的有C．
A．FeCl₃B．CuSO₄ C．Na₂SiO₃D．KCN
②准确称取0.2000g过碳酸钠于250mL锥形瓶中，加50mL蒸馏水溶解，再加50mL2.0mol•L^-1 H₂SO₄，用0.02000mol•L^-1 KMnO₄ 标准溶液滴定至终点时消耗30.00mL，则产品中H₂O₂的质量分数为25.50%．
[反应6KMnO₄+5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O]．

Answer 1

分析 （1）氰化钠为强碱弱酸盐，水解生成氢氰酸和氢氧化钠，溶液呈碱性；
（2）①使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，根据原子守恒，同时生成碳酸氢钠；
②根据原子守恒和电荷守恒解答；
（3）①非金属性强的元素显示负价，非金属性弱的则显示正价；
②根据信息：CN^-能够被氧气氧化成HCO₃^-，同时生成NH₃来书写方程式；
③A．该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作阳极，可以用较活泼金属作阴极；
B．阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水；
C．阴极上水失电子生成氢气和氢氧根离子；
D．阳极产生的ClO^-将CN^-氧化为两种无污染的气体，该反应在碱性条件下进行，所以应该有氢氧根离子生成；
（4）双氧水和碳酸钠混合控制温度发生反应2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂（s），静置过滤得到固体2Na₂CO₃•3H₂O₂，将固体洗涤、干燥得到较纯净的2Na₂CO₃•3H₂O₂．
①过碳酸钠相当于带结晶双氧水的碳酸钠，具有双氧水的性质，催化剂、还原性物质易促进过碳酸钠反应而导致失效；
②先写出反应的化学方程式，然后根据双氧水与高锰酸钾的物质的量关系计算出样品中双氧水的百分含量．

解答 解：（1）氰化钠为强碱弱酸盐，水解反应为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，溶液呈碱性，故答案为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）①用双氧水处理氰化钠，产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，根据原子守恒一种酸式盐为碳酸氢钠，所以反应为：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，
故答案为：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
②CN^-+S₂O₃^2-═A+SO₃^2-，根据电荷守恒，A为-1价的阴离子，根据原子守恒，A中含有1个硫原子、1个碳原子、1个氮原子，所以A为：SCN^-，
故答案为：SCN^-；
（3）①CN^-中C元素显+2价，N元素显-3价，说明N非金属性强，故答案为：＞；
②CN^-能够被氧气氧化成HCO₃^-，同时生成NH₃得出方程式为：2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃，故答案为：2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃；
③A．该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作阳极，可以用较活泼金属作阴极，所以可以用石墨作阳极、铁作阴极，故A正确；
B．阳极上氯离子失电子生成氯气，氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水，所以阳极反应式为Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O，故B正确；
C．电解质溶液呈碱性，则阴极上水失电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，故C正确；
D．阳极产生的ClO^-将CN^-氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，所以应该有氢氧根离子生成，反应方程式为2CN^-+5ClO^-+H₂O═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+2OH^-，故D错误；
故答案为：D；
（4）①过碳酸钠相当于带结晶双氧水的碳酸钠，具有双氧水的性质，FeCl₃能作双氧水分解的催化剂，KCN具有还原性，能被过碳酸钠氧化，CuSO₄催化双氧水的分解，硅酸钠不与过碳酸钠反应，
故答案为：C；
②高锰酸钾溶液与过碳酸钠反应的化学方程式为：6KMnO₄+5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，滴定过程中消耗2.000x10^-2 mol•L^-1 KMnO₄标准溶液的物质的量为：2.000x10^-2 mol•L^-1×0.03L=6.000x10^-4mol，
设过氧化氢的质量为xg，根据关系式
KMnO₄～2Na₂CO₃•3H₂O₂～15H₂O₂
6mol                  15×34g
6.000x10^-4mol             x
x=0.051
过氧化氢的质量分数=$\frac{0.051g}{0.2g}$=25.50%
故答案为：25.50%．

点评 本题考查了过碳酸钠的实验方案、化学方程式书写、物质质量分数的计算等知识，题目难度较大，注意化学实验原理，能够根据反应方程式进行简单的化学计算，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．