Question

（15分）氰化物有劇毒，冶金工業會產生大量含氰化物的廢水，其中氰化物以CN^—等形式存在于廢水中。某化學小組同學對含氰化物廢水處理進行研究。
I．查閱資料：含氰化物的廢水破壞性處理方法。
利用強氧化劑將氰化物氧化為無毒物質，如以TiO₂為催化劑用NaClO將CN^－離子氧化成CNO^－（CN^－和CNO^－中N元素均為－3價），CNO^－在酸性條件下繼續與NaClO反應生成N₂、CO₂、Cl₂等。
II．實驗驗證：破壞性處理CN^－的效果。
化學興趣小組的同學在密閉系統中用圖10裝置進行實驗，以測定CN^－被處理的百分率，實驗步驟如下：

步驟1：取一定量廢水進行加熱蒸發、濃縮。
步驟2：取濃縮后含CN^－離子的廢水與過量NaClO溶液的混合液共200mL（設其中CN^－的濃度為0.2mol·L^—1）倒入甲中，塞上橡皮塞。
步驟3：                                    
步驟4：打開甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，關閉活塞。
步驟5：打開活塞K，通一段時間N₂，關閉活塞K。
步驟6：實驗完成后測定干燥管I（含堿石灰）的質量m₂（實驗前干燥管I（含堿石灰）的質量m₁）
回答下列問題：
（1）在破壞性處理方法中，在酸性條件下NaClO和CNO^－反應的離子方程式       。
（2）完成步驟3             。
（3）丙裝置中的試劑是          ，丁裝置的目的是              。
（4）干燥管Ⅱ的作用是                    。
（5）請簡要說明實驗中通入N₂的目的是             。
（6）若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則該實驗中測得CN^－被處理的百分率為      。

Answer 1

（1）2CNO^—+6ClO^—+8H⁺=2CO₂↑+N₂↑+Cl₂↑+4H₂O  （2分）
（2）點燃酒精燈對丁裝置加熱（2分）         （3）濃硫酸；除去Cl₂（各2分）
（4）防止空氣中的水和CO₂進入干燥管I中影響對CO₂的測量（2分）
（5）使裝置中的CO₂全部到干燥管I中被吸收，減少誤差。（2分）    （6）80%（3分）

（1）次氯酸鈉具有強氧化性，能把CNO^—氧化生成氮氣和CO₂，所以反應式為2CNO^—+6ClO^—+8H⁺=2CO₂↑+N₂↑+Cl₂↑+4H₂O。
（2）由于需要通過加熱的銅絲吸收氯氣，所以應該先點燃丁處的酒精燈。
（3）因為生成的氣體需要干燥，所以丙裝置中應該盛放濃硫酸，干燥CO₂氣體。
（4）干燥管I是吸收CO₂的，因此為了防止空氣中的水和CO₂進入干燥管I中影響對CO₂的測量，需要再連接1個干燥管。
（5）由于裝置中會殘留部分CO₂，所以通入氮氣的目的是使裝置中的CO₂全部到干燥管I中被吸收，減少誤差。
（6）干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則反應中生成的CO₂是，所以CNO^—的物質的量是0.032mol。CN^－的總的物質的量是0.04mol，所以根據原子守恒可知，該實驗中測得CN^－被處理的百分率為80％。