Question

13．氰化钠（NaCN），白色结晶颗粒或粉末，易潮解，应用于合成、电镀、冶金、药物等多个领域，是一种重要的基本化工原料．
（1）氰化钠中含有化学键的类型为共价键、离子键．碳的化合价为+2价，据此推测，氰化钠中碳可能表现的性质是c（填序号）；
a．只具有氧化性    b．只具有还原性    c．既有氧化性又有还原性
工业上生产氰化钠的方程式为：2Na+2C+2NH₃═2NaCN+3H₂↑该反应的还原剂为：Na、C（填化学式），当反应得到24.5g氰化钠时，转移电子数为1.5N_A，同时产生标况下氢气16.8L；
（2）氰化钠遇水时极易与水反应，产生一种具有挥发性的可燃物，最终所得溶液呈强碱性（强于同条件等浓度的碳酸氢钠溶液），写出相关的离子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为[Na⁺]＞[CN^-]＞[OH^-]＞[H⁺]．配制氰化钠溶液的方法是b（填序号）；
a．在通风橱中，直接将其溶解于水
b．在通风橱中，先将其溶解于氢氧化钠溶液，再稀释到相应浓度
c．在通风橱中，边通CO₂边将其溶解于水
25℃时向等体积pH=10的氢氧化钠溶液和pH=10的氰化钠溶液中不断滴加同浓度的稀盐酸至pH=9，消耗盐酸的体积前者小于后者（填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）氰化钠可以与很多金属形成络合物，因此工业上采用氰化法提炼金：用稀的氰化钠溶液处理粉碎了的金矿石，通入空气，使金矿石中的金粒溶解，生成能溶于水的络合物Na[Au（CN）₂]，其反应方程式为：4Au+8NaCN+2H₂O+O₂═4Na[Au（CN）₂]+4NaH，Na[Au（CN）₂]在水溶液中的电离方程式为：Na[Au（CN）₂]═Na⁺+[Au（CN）₂]^-然后再用锌从溶液中把金置换出来，锌转化为Na₂[Zn（CN）₄]．据此，请写出在空气中用氰化钠溶液提取金的电极反应式：正极：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；负极：4Au+8CN^--4e^-═4[Au（CN）₂]^-；
（4）含氰化钠的废水可以在碱性条件下，加入（或通入）过氧化氢溶液（或氯气）（填常用试剂名称）处理，使CN^-转变为无危害的气体．若人不慎氰化钠中毒，可用Na₂S₂O₃缓解，二者反应得到两种含硫元素的离子，其中一种遇到Fe³⁺可变为血红色．写出解毒原理相关离子方程式S₂O₃^2-+CN^-═SCN^-+SO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）NaCN中含离子键和C、N之间的共价键，化合物中正负化合价的代数和为0，处于中间价态的微粒具有氧化性和还原性，处于最高价的具有氧化性，处于最低价的具有还原性；
2Na+2C+2NH₃═2NaCN+3H₂↑中，Na、C元素的化合价升高，H元素的化合价降低，该反应转移6e^-；
（2）氰化钠遇水时极易与水反应，最终所得溶液呈强碱性（强于同条件等浓度的碳酸氢钠溶液），则生成NaOH，NaCN水解显碱性，同时生成有毒的HCN；
25℃时向等体积pH=10的氢氧化钠溶液和pH=10的氰化钠溶液中不断滴加同浓度的稀盐酸至pH=9，碱性溶液的pH降低，水电离的氢离子浓度增大，NaOH抑制水的电离，而NaCN促进水的电离，则NaOH中加酸要少些；
（3）由4Au+8NaCN+2H₂O+O₂═4Na[Au（CN）₂]+4NaH可知，Au元素的化合价升高，O元素的化合价降低；
（4）含氰化钠的废水可以在碱性条件下，利用氧化剂处理，使CN^-转变为无危害的气体；氰化钠中毒，可用Na₂S₂O₃缓解，二者反应得到两种含硫元素的离子，其中一种遇到Fe³⁺可变为血红色，即反应生成SCN^-、SO₃^2-．

解答 解：（1）NaCN中含离子键和C、N之间的共价键，化合物中正负化合价的代数和为0，则NaCN中Na为+1价，N为-3价，则C为+2价；C元素处于中间价态的微粒具有氧化性和还原性；
2Na+2C+2NH₃═2NaCN+3H₂↑中，Na、C元素的化合价升高，还原剂为Na、C，该反应转移6e^-，当反应得到24.5g氰化钠时，转移电子数为$\frac{24.5g}{49g/mol}$×3×N_A=1.5N_A，同时产生标况下氢气为$\frac{24.5g}{49g/mol}$×$\frac{3}{2}$×22.4L/mol=16.8L，
故答案为：共价键、离子键；+2；c；Na、C；1.5N_A；16.8；
（2）氰化钠遇水时极易与水反应，最终所得溶液呈强碱性（强于同条件等浓度的碳酸氢钠溶液），离子反应为CN^-+H₂O?HCN+OH^-，则生成NaOH，NaCN水解显碱性，则离子浓度为[Na⁺]＞[CN^-]＞[OH^-]＞[H⁺]，同时生成有毒的HCN，则配制氰化钠溶液的方法是在通风橱中，先将其溶解于氢氧化钠溶液，再稀释到相应浓度；
25℃时向等体积pH=10的氢氧化钠溶液和pH=10的氰化钠溶液中不断滴加同浓度的稀盐酸至pH=9，碱性溶液的pH降低，水电离的氢离子浓度增大，NaOH抑制水的电离，而NaCN促进水的电离，则NaOH中加酸要少些，则消耗盐酸的体积前者小于后者，
故答案为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；[Na⁺]＞[CN^-]＞[OH^-]＞[H⁺]；b；小于；
（3）由4Au+8NaCN+2H₂O+O₂═4Na[Au（CN）₂]+4NaH可知，Au元素的化合价升高，O元素的化合价降低，则正极反应为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，负极反应为4Au+8CN^--4e^-═4[Au（CN）₂]^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；4Au+8CN^--4e^-═4[Au（CN）₂]^-；
（4）含氰化钠的废水可以在碱性条件下，加入过氧化氢溶液（或氯气）处理，发生氧化还原反应，使CN^-转变为无危害的气体；氰化钠中毒，可用Na₂S₂O₃缓解，二者反应得到两种含硫元素的离子，其中一种遇到Fe³⁺可变为血红色，即反应生成SCN^-、SO₃^2-，离子反应为S₂O₃^2-+CN^-═SCN^-+SO₃^2-，
故答案为：过氧化氢溶液（或氯气）；S₂O₃^2-+CN^-═SCN^-+SO₃^2-．

点评 本题考查较综合，涉及氧化还原反应及计算、离子浓度大小比较、电极反应等，把握相关反应原理为解答的关键，侧重分析、应用及计算能力的考查，题目难度中等．