Question

11．2015年8月12日，天津滨海新区发生剧烈爆炸，造成多人死亡．据调查，瑞海公司出口量较大的危险品有NaCN、NaSCN、KClO₃、Na、NaNO₂等，使得现场营救工作困难重重，环境污染严重．NaCN常用于金银等贵重金属提炼和电镀等．
（1）NaCN中C元素的化合价为+2，工业上将金属钠和石油焦（主要成分为C）按一定比例加入反应器中，加热条件下通入氨气制备氰化钠．请写出化学方程式2Na+2C+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCN+3H₂↑．
（2）金的提炼和电镀工艺流程如下：

①在浸取工艺中，研究人员发现若在操作Ⅰ中使用5%H₂O₂溶液代替空气可提高浸取率，请说明理由H₂O₂溶液为液态，与矿石混合更均匀，接触面积大，氧化充分．
若改用I₂-NaI溶液进行浸取，将会得到含[AuI₂]^-溶液，采用电解法提炼金原理如上图，电解方程式为：2AuI₂^-═I₃^-+I^-+2Au，则阳极电极反应式为3 I^--2e^-=I₃^-；交换膜为阴离子交换膜（填“阴”或“阳”）
②反应Ⅲ属于置换反应，请写出离子反应式Zn+2[Au（CN）₂]^-═[Zn（CN）₄]^2-+2Au．
（3）世界卫生组织规定饮用水中CN^-限值为0.07mg/L．已知：Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-； 爆炸发生后，工作人员取附近居民区饮用水样品各10.00mL，进行三次测定CN^-含量，平均消耗2×10^-5mol/LAgNO₃标准溶液12.50mL．由数据分析可知，该饮用水样品中CN^-含量为1.3mg/L，则该饮用水中氰含量是（填“是”或“否”）超标．

Answer 1

分析 （1）NaCN中钠显+1价，氮显-3价，根据化合价代数和为0确定C元素的化合价，钠、C、氨气加热条件下制备氰化钠，根据元素守恒书写化学方程式；
（2）金矿在通入空气的条件下用氰化钠和氢氧化钠溶液浸取，空气中的氧气氧化金，生成含[Ag（CN）₂]^-的溶液，也可以用双氧水代替氧气，双氧水为液态，与矿石混合更均匀，接触面积大，氧化充分，将含[Ag（CN）₂]^-的溶液中用锌还原出金，若改用I₂-NaI溶液进行浸取，将会得到含[AuI₂]^-溶液，采用电解法提炼金，则阴极上发生还原反应产生金，阳极上发生氧化反应生成碘单质，据此答题；
（3）2×10^-5mol/LAgNO₃标准溶液12.50mL含有AgNO₃的物质的量为2.5×10^-7mol，根据反应Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-；，可知10.00mL饮用水样品中含有的CN^-的物质的量为1×10^-6mol，据此计算浓度并确定是否超标．

解答 解：（1）NaCN中钠显+1价，氮显-3价，根据化合价代数和为0可生C元素的化合价为+2价，钠、C、氨气加热条件下制备氰化钠，反应的化学方程式为2Na+2C+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCN+3H₂↑，
故答案为：+2；2Na+2C+2NH₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCN+3H₂↑；
（2）金矿在通入空气的条件下用氰化钠和氢氧化钠溶液浸取，空气中的氧气氧化金，生成含[Ag（CN）₂]^-的溶液，也可以用双氧水代替氧气，双氧水为液态，与矿石混合更均匀，接触面积大，氧化充分，将含[Ag（CN）₂]^-的溶液中用锌还原出金，若改用I₂-NaI溶液进行浸取，将会得到含[AuI₂]^-溶液，采用电解法提炼金，则阴极上发生还原反应产生金，阳极上发生氧化反应生成碘单质，
①根据上面的分析可知，用5%H₂O₂溶液代替空气可提高浸取率，是因为H₂O₂溶液为液态，与矿石混合更均匀，接触面积大，氧化充分，采用电解法提炼金中，阳极电极反应式为3 I^--2e^-=I₃^-，消耗 I^-，阴极上生成金的同时产生I^-，所以交换膜为阴离子交换膜，
故答案为：H₂O₂溶液为液态，与矿石混合更均匀，接触面积大，氧化充分；3 I^--2e^-=I₃^-；阴；
②反应Ⅲ属于置换反应，反应的离子反应式为Zn+2[Au（CN）₂]^-═[Zn（CN）₄]^2-+2Au，
故答案为：Zn+2[Au（CN）₂]^-═[Zn（CN）₄]^2-+2Au；
（3）2×10^-5mol/LAgNO₃标准溶液12.50mL含有AgNO₃的物质的量为2.5×10^-7mol，根据反应Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-；，可知10.00mL饮用水样品中含有的CN^-的物质的量为1×10^-6mol，所以饮用水样品中含有的CN^-的浓度为1×10^-4mol/L=1.3mg/L＞0.07mg/L，所以该饮用水中氰含量是超标的，
故答案为：1.3；是．

点评 本题考查物质的分离与提纯方法的综合应用及制备实验方案的设计，题目难度中等，涉及化学计算、化合价和离子反应方程式的书写等知识，明确实验目的、实验原理为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．