Question

电镀厂曾采用有氰电镀工艺，由于排放的废水中含有剧毒CN^-，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 ^-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 ^-的污水与过量NaClO溶液的混合液共200 mL(其中CN ^-的浓度为0.05 mol· 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：?

(1)甲中反应的离子方程式为                                 ，?

乙中反应的离子方程式为                                      。

(2)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?

(3)丁在实验中的作用是                                ，?

装有碱石灰的干燥管的作用是                               。?

(4)戊中盛有含Ca(OH)₂ 0.02 mol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                                    。?

(5)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)CN^-+ClO^-＝CNO ^-+Cl^-?

2CNO^-+2H⁺+3ClO^-＝N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O?

(2)a　?

(3)去除Cl₂?

防止空气中CO₂进入戊中影响测定准确度?

(4)82%　　偏低?

①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO₂　②CO₂产生的速度较快，未与戊中的澄清石灰水充分反应　③Cl₂、HCl在丙、丁中未吸收完全。 (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尽可能多地与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

解析：(1)由题意CN^-+ClO^-＝CNO^-+Cl^-?

2CNO^-+2H⁺+3ClO^-＝ N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O?

(2)除杂目的是准确测量CO₂的量，故不能选B项，防止增加CO₂，不能选C，可吸收CO₂，d不能吸收HCl。?

(3)除去未被吸收的Cl₂，装置干燥管可防止空气中的CO₂进入。?

(4)n(CN ^-)= n(CaCO₃) =0.008 2 mol,处理百分率×100%=82%,反应得到的CO₂可能滞留在装置内使CaCO₃质量减小，故偏低；CO₂流速过快，未充分和澄清石灰水反应；HCl、Cl₂未除尽，可溶解CaCO₃造成减小。?

(5)从上述原因角度出发：可改将甲液分次加入乙中，防止CO₂流速快，可将乙瓶改为三孔塞，其一充入N₂，无CO₂的空气使产生的CO₂全部被吸收。可将Ca(OH)₂(浓度较小)改为浓度大的NaOH溶液，然后加CaCl₂测质量。