Question

电镀厂曾采用有氰电镀工艺，由于排放的废水中含有的剧毒CN^－离子，而逐渐被无氰电镀工艺替代。处理有氰电镀的废水时，可在催化剂TiO₂作用下，先用NaClO将CN^－离子氧化成CNO^－，再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N₂和CO₂。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验，以证明处理方法的有效性，并测定CN^－被处理的百分率。将浓缩后含CN^－离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN^－的浓度为0．05mol·L^－1）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞。

回答下列问题：
⑴乙中反应的离子方程式为                                    ；
⑵乙中生成的气体除N₂和CO₂外，还有HCl及副产物Cl₂等，上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN^－的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是    （填字母）
a．饱和食盐水   b．饱和NaHCO₃溶液  c．浓NaOH溶液   d．浓硫酸
⑶丁在实验中的作用是           ；装有碱石灰的干燥管的作用是                               ；
⑷戊中盛有含Ca(OH)₂0．02mol的石灰水，若实验中戊中共生成0．82 g沉淀，则该实验中测得CN^－被处理的百分率等于      ；请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低     ？简要说明可能的原因                ；
⑸请提出一个能提高准确度的建议（要有可操作性，不宜使操作变得过于复杂）                                                               。

Answer 1

（1）2CNO^－+2H⁺+3ClO^－=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^－+H₂O（１分）

20081226

（2）a （1分）（3）去除Cl₂（1分）防止空气中CO₂进入戊中影响测定准确度 （１分）

（4） 82% （２分）  偏低（１分）装置乙、丙、丁中可能滞留有CO₂ ，CO₂产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应 （１分）
（5）建议一、不将甲中溶液一次全部加入乙中，改为分次加入，控制CO₂的产生速度；建议二、乙中瓶塞改为三孔塞，增加的那个孔中插入一根导管到液面以下，反应结束后缓缓通入除去CO₂的空气，使装置中滞留的CO₂尽可能多的与Ca(OH)₂反应。建议三、将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液，反应结束后向戊中加入足量CaCl₂后测沉淀质量。等等(三点中答任意一点即可，2分)

试题分析：根据题给信息知，处理有氰电镀的废水时发生的反应为：CN^－+ClO^－=CNO^－+Cl^-；2CNO^－+2H⁺+3ClO^－=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^－+H₂O；实验的目的是通过测定反应生成二氧化碳的量来确定对CN^－的处理效果，必须除去CO₂中的HCl和Cl₂等，还要防止空气中的二氧化碳进入装置，以提高二氧化碳测定的准确性，可用饱和食盐水来除氯化氢，用灼热的铜来除氯气，最后可用碱石灰防止空气中的二氧化碳进入装置；⑴乙中反应的离子方程式为2CNO^－+2H⁺+3ClO^－=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^－+H₂O；⑵a．饱和食盐水可以除去混合气中氯化氢，正确； b．饱和NaHCO₃溶液虽能除去氯化氢但会产生二氧化碳，错误； c．浓NaOH溶液会吸收二氧化碳，错误； d．浓硫酸不能吸收氯化氢，错误；选a.。⑶丁在实验中的作用是去除Cl₂；装有碱石灰的干燥管的作用是防止空气中CO₂进入戊中影响测定准确度；（4）根据题给反应的关系式：CN^－——CaCO₃,则被处理的CN^－的物质的量等于CaCO₃的物质的量，为0.0082mol,原混合液中CN^－的物质的量为：0.2L×0．05mol·L^－1=0.001mol，该实验中测得CN^－被处理的百分率等于82%；该测得值与实际处理的百分率相比偏低，原因是装置乙、丙、丁中可能滞留有CO₂ ，CO₂产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应；⑸能提高准确度的建议见答案。^－含量的测定为载体，考查离子方程式的书写、物质的分离提纯及实验方案的设计与评价。