Question

電鍍廠曾采用有氰電鍍工藝，由于排放的廢水中含有劇毒CN^-，而逐漸被無氰電鍍工藝替代。處理有氰電鍍的廢水時，可在催化劑TiO₂作用下，先用NaClO將CN ^-氧化成CNO^-，再在酸性條件下繼續被NaClO氧化成N₂和CO₂。環保工作人員在密閉系統中用下圖裝置進行實驗，以證明處理方法的有效性，并測定CN^-被處理的百分率。?

將濃縮后含CN ^-的污水與過量NaClO溶液的混合液共200 mL(其中CN ^-的濃度為0.05 mol· L^-1)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。回答下列問題：?

(1)甲中反應的離子方程式為                                 ，?

乙中反應的離子方程式為                                      。

(2)乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有HCl及副產物Cl₂等，上述實驗是通過測定二氧化碳的量來確定對CN^-的處理效果。則丙中加入的除雜試劑是。         (填字母)?

a.飽和食鹽水       b.飽和NaHCO₃溶液?      c.濃NaOH溶液       d.濃硫酸?

(3)丁在實驗中的作用是                                ，?

裝有堿石灰的干燥管的作用是                               。?

(4)戊中盛有含Ca(OH)₂ 0.02 mol的石灰水，若實驗中戊中共生成0.82 g沉淀，則該實驗中測得CN^-被處理的百分率等于         。?

請說明該測得值與實際處理的百分率相比偏高還是偏低         ？簡要說明可能的原因                                    。?

(5)請提出一個能提高準確度的建議(要有可操作性，不宜使操作變得過于復雜)         。

Answer 1

(1)CN^-+ClO^-＝CNO ^-+Cl^-?

2CNO^-+2H⁺+3ClO^-＝N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O?

(2)a　?

(3)去除Cl₂?

防止空氣中CO₂進入戊中影響測定準確度?

(4)82%　　偏低?

①裝置乙、丙、丁中可能滯留有CO₂　②CO₂產生的速度較快，未與戊中的澄清石灰水充分反應　③Cl₂、HCl在丙、丁中未吸收完全。 (5)建議一，不將甲中溶液一次全部加入乙中，改為分次加入，控制CO₂的產生速度；?

建議二，乙中瓶塞改為三孔塞，增加的那個孔中插入一根導管到液面以下，反應結束后緩緩通入除去CO₂的空氣，使裝置中滯留的CO₂盡可能多地與Ca(OH)₂?反應?。?

建議三，將戊中澄清石灰水改為濃度較大的NaOH溶液，反應結束后向戊中加入足量CaCl₂后測沉淀質量等等

解析：(1)由題意CN^-+ClO^-＝CNO^-+Cl^-?

2CNO^-+2H⁺+3ClO^-＝ N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O?

(2)除雜目的是準確測量CO₂的量，故不能選B項，防止增加CO₂，不能選C，可吸收CO₂，d不能吸收HCl。?

(3)除去未被吸收的Cl₂，裝置干燥管可防止空氣中的CO₂進入。?

(4)n(CN ^-)= n(CaCO₃) =0.008 2 mol,處理百分率×100%=82%,反應得到的CO₂可能滯留在裝置內使CaCO₃質量減小，故偏低；CO₂流速過快，未充分和澄清石灰水反應；HCl、Cl₂未除盡，可溶解CaCO₃造成減小。?

(5)從上述原因角度出發：可改將甲液分次加入乙中，防止CO₂流速快，可將乙瓶改為三孔塞，其一充入N₂，無CO₂的空氣使產生的CO₂全部被吸收。可將Ca(OH)₂(濃度較小)改為濃度大的NaOH溶液，然后加CaCl₂測質量。