Question

根據環保要求，在處理有氰電鍍廢水時，劇毒的CN-在催化劑TiO2顆粒作用下，先用NaClO將CN-氧化成CNO-（CN-和CNO-中N元素均為-3價），再在酸性條件下繼續與NaClO反應生成N2、CO2和Cl2．環保工作人員在密閉系統中用下圖裝置進行實驗，測定CN-被處理的百分率．
現將濃縮后含CN-離子的污水與過量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN-的濃度為0.2mol/L）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段時間后，打開橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關閉活塞．該實驗是通過測定CO2的量來確定對CN-的處理效果．回答下列問題：
（1）根據題意寫出乙中反應的離子方程式______
（2）丙裝置中的試劑是______（填名稱）；丁裝置的目的是______．干燥管Ⅱ的作用是______．
（3）假定上述每一個裝置都充分吸收，則利用該裝置計算得出的CN-被處理的百分率與實際值相比______（填：“偏高”或“偏低”），簡述可能的原因：______．
（4）若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則該實驗中計算得出CN-被處理的百分率為______．

Answer 1

（1）根據題意可知，甲中的反應為NaClO將CN^-離子氧化成CNO^-，NaClO具有強氧化性，被還原為Cl^-，反應離子方程式為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；乙中的反應為酸性條件下CNO^-與NaClO反應生成N₂、CO₂和Cl₂，反應離子方程式為2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
（2）實驗原理為測量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質量的測定．所以進入干燥管Ⅰ的氣體應除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網除去氯氣．同時應防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入干燥管Ⅰ干擾實驗．故丙裝置中的試劑是濃硫酸；丁裝置的目的是除去Cl₂；干燥管Ⅰ的作用是吸收CO₂，干燥管Ⅱ的作用是防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入干擾實驗，
故答案為：濃硫酸；除去Cl₂；防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入干燥管Ⅰ，干擾實驗；
（3）裝置中殘留有CO₂未被完全吸收，導致測定的二氧化碳質量偏低，測得的CN^-被處理的百分率與實際值相比偏低，
故答案為：偏低；裝置中殘留有CO₂未被完全吸收；
（4）干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為二氧化碳的質量，物質的量為

1.408g

44g/mol

=0.032mol，根據碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質的量為n（CN^-）=n（CO₂）=0.032mol，原溶液中CN^-的物質的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，所以該實驗中測得CN^-被處理的百分率為

0.032mol

0.04mol

×100%=80%，
故答案為：80%．