Question

18．氰化钠（NaCN）是一种重要的化工原料、有剧毒，一旦泄露可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理．
已知：氰化钠与硫代硫酸钠的反应为：NaCN+Na₂S₂O₃═NaSCN+Na₂SO₃回答下列问题：

（1）氰化物中碳的化合价为+2；用硫代硫酸钠处理1mol NaCN时，反应中转移电子的物质的量为．
（2）NaCN用双氧水处理后，产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的离子方程式是．
（3）某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃），并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放．
【实验一】制备Na2S2O3，其实验室装置如下：
①b装置的作用是安全瓶，防止倒吸；c装置中的产物有Na₂S₂O₃和CO₂等，d装置中的溶质有NaOH、Na₂CO₃，还可能有Na₂SO₃、Na₂SO₄．
②实验结束后，在e处最好连接盛NaOH溶液（填化学式）的注射器，再关闭K2打开K1，以防拆除装置过程中的有害气体污染空气．
【实验二】测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量．
已知：①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg/L；
②Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，Ag⁺+I^-=AgI↓，AgI呈黄色，且CN^-优先于Ag⁺反应．
实验如下：取20.00mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中，并滴加几滴KI溶液作指示剂，用1.00×10-4mol/L的标准AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO3溶液的体积为1.50mL．
③滴定时1.000×10^-4mol/L的标准AgNO₃溶液应用酸式滴定管（填仪器名称）盛装；滴定终点时的现象是出现浅（黄）色沉淀，且半分钟内不消失．
④处理后的废水是否达到排放标准：否（填“是”或“否”），其依据是消耗AgNO₃的物质的量为1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根据方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，处理的废水中氰化钠的质量为1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，废水中氰化钠的含量$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.0200L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，处理后的废水未达到达到排放标准．（用实验数据说明）．

Answer 1

分析 （1）在化合物中非金属性强的元素显负价，非金属性弱的元素显正价，氮元素的非金属性比碳强，且化合物中各元素正负化合价的代数和为0，在反应NaCN+Na₂S₂O₃=NaSCN+Na₂SO₃中，碳从+2价升为+4价，硫从+2价变为-2价和+4价，据此可计算去反应掉1molNaCN，反应中转移电子的物质的量为；
（2）NaCN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，说明二者反应生成氨气、和碳酸氢钠；
（3）a装置制备二氧化硫，c装置中制备Na₂S₂O₃，反应导致装置内气压减小，b为安全瓶作用，防止溶液倒吸，d装置吸收多余的二氧化硫，防止污染空气．
①由仪器结构特征，b装置为安全瓶，防止溶液倒吸；d装置吸收二氧化硫，d中溶质有NaOH、Na₂CO₃，碱过量，还有亚硫酸钠生成，另外空气中的氧气还可以氧化亚硫酸钠生成硫酸钠；
②实验结束后，装置b中还有残留的二氧化硫，为防止污染空气，应用氢氧化钠溶液吸收；
【实验二】③标准AgNO₃溶液是显酸性，应选择酸式滴定管盛放；Ag⁺与CN^-反应生成[Ag（CN）₂]^-，当CN^-反应结束时，Ag⁺与I^-生成AgI黄色沉淀，说明反应到达滴定终点；
④计算消耗硝酸银物质的量，再根据方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-计算出氰化钠的含量与废水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg/L比较判断是否符合排放标准

解答 解：（1）在化合物NaCN中，Na元素显+1价，N元素显-3价，根据正负化合价代数和为0，可知碳元素的化合价为+2价，在反应NaCN+Na₂S₂O₃=NaSCN+Na₂SO₃中，碳从+2价升为+4价，硫从+2价变为-2价和+4价，所以去掉1molNaCN时，反应中转移电子的物质的量为4mol，故答案为：+2；4mol；
（2）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↑，离子反应为：CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑，
故答案为：CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑；
（3）a装置制备二氧化硫，c装置中制备Na₂S₂O₃，反应导致装置内气压减小，b为安全瓶作用，防止溶液倒吸，d装置吸收多余的二氧化硫，防止污染空气．
①由仪器结构特征，可知b装置为安全瓶，防止倒吸，d装置吸收二氧化硫，d中溶质有NaOH、Na₂CO₃，碱过量，还有亚硫酸钠生成，再考虑到装置中空气中的氧气氧化亚硫酸钠可生成硫酸钠，
故答案为：安全瓶，防止倒吸；Na₂SO₃、Na₂SO₄；
②实验结束后，装置b中还有残留的二氧化硫，为防止污染空气，应用氢氧化钠溶液吸收，氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，再关闭K₂打开K₁，防止拆除装置时污染空气，
故答案为：NaOH溶液；
【实验二】③选择酸式滴定管盛放标准AgNO₃溶液；Ag⁺与CN^-反应生成[Ag（CN）₂]^-，当CN^-反应结束时，滴入最后一滴硝酸银溶液，Ag⁺与I^-生成AgI黄色沉淀，说明反应到达滴定终点，
故答案为：酸式滴定管；滴入最后一滴硝酸银溶液，出现淡黄色沉淀；
④消耗AgNO₃的物质的量为1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根据方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，处理的废水中氰化钠的质量为1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，废水中氰化钠的含量为$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.0200L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，处理后的废水未达到达到排放标准，
故答案为：否；消耗AgNO₃的物质的量为1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根据方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，处理的废水中氰化钠的质量为1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，废水中氰化钠的含量$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.0200L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，处理后的废水未达到达到排放标准．

点评 本题考查物质制备实验、物质含量测定等，题目综合性较强，关键是对原理的理解及实验操作的规范性，注意制备中渗入环保意识，熟练掌握元素化合物知识与实验制备基本原则，题目难度中等．