Question

【題目】根據(jù)環(huán)保要求，在處理有氰電鍍廢水時(shí)，劇毒的CN-離子在催化劑TiO2顆粒作用下，先用NaClO將CN-離子氧化成CNO-（CN-和CNO-中N元素均為-3價(jià)），再在酸性條件下繼續(xù)與NaClO反應(yīng)生成N2、CO2和Cl2。環(huán)保工作人員在密閉系統(tǒng)中用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定CN-被處理的百分率。

現(xiàn)將濃縮后含CN-離子的污水與過(guò)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(shí)間后，打開(kāi)橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關(guān)閉活塞�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)根據(jù)題意，寫(xiě)出相關(guān)主要反應(yīng)的離子方程式：甲中的反應(yīng)：____，乙中的反應(yīng)：____。

(2)上述實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)定CO2的量來(lái)確定對(duì)CN-的處理效果。丙裝置中的試劑是____，丁裝置的目的是_____；干燥管Ⅱ的作用是_____。

(3)假定上述每一個(gè)裝置都充分吸收，則利用該裝置測(cè)得的CN-被處理的百分率與實(shí)際值相比_____（填“偏高”或“偏低”），簡(jiǎn)述可能的原因：_____。

(4)若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CN-被處理的百分率為____。

Answer 1

【答案】CN-+ClO-CNO-+Cl- 2CNO-+6ClO-+8H+=N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O 濃硫酸 除去Cl2 防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管I，影響CO2的測(cè)量 偏低 前面裝置中殘留有CO2未被完全吸收 80%

【解析】

含CN-廢水放入甲中，在催化劑TiO2顆粒作用下，先用NaClO將CN-離子氧化成CNO-，則自身被還原為Cl-；反應(yīng)后的溶液進(jìn)入乙中，在稀硫酸的作用下，NaClO反應(yīng)生成N2、CO2和Cl2；此時(shí)進(jìn)入丙中的氣體為N2、CO2和Cl2，因?yàn)楦稍锕?/span>I用于吸收CO2，而N2不能被堿石灰吸收，對(duì)CO2含量的測(cè)定不產(chǎn)生影響，所以在氣體進(jìn)入干燥管I之前，應(yīng)將Cl2和水蒸氣除盡，銅能與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，所以丙的作用是干燥氣體。另外，干燥管Ⅱ的作用是確保干燥管I只吸收CO2，不吸收來(lái)自空氣中的氣體。

(1)根據(jù)題意，甲中，NaClO將CN-離子氧化成CNO-，則自身被還原為Cl-，反應(yīng)的離子方程式為：CN-+ClO-CNO-+Cl-；乙中，NaClO將CNO-轉(zhuǎn)化為N2、CO2和Cl2，反應(yīng)的離子方程式為：2CNO-+6ClO-+8H+=N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O。答案為：CN-+ClO-CNO-+Cl-；2CNO-+6ClO-+8H+=N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O；

(2)上述實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)定CO2的量來(lái)確定對(duì)CN-的處理效果。丙裝置中的作用是干燥氣體，所加試劑是濃硫酸；據(jù)以上分析，丁裝置的目的是除去Cl2；干燥管Ⅱ的作用是防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管I，影響CO2的測(cè)量。答案為：濃硫酸；除去Cl2；防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管I，影響CO2的測(cè)量；

(3)假定上述每一個(gè)裝置都充分吸收，但裝置內(nèi)殘留的氣體沒(méi)有被趕出，被干燥劑I吸收的量偏少，則利用該裝置測(cè)得的CN-被處理的百分率與實(shí)際值相比偏低，簡(jiǎn)述可能的原因：前面裝置中殘留有CO2未被完全吸收。答案為：偏低；前面裝置中殘留有CO2未被完全吸收；

(4)若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則被吸收的CO2的質(zhì)量為1.408g，該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CN-的物質(zhì)的量為：0.200mL×0.2mol/L=0.04mol，被處理的CN-的物質(zhì)的量n(CN-)=n(CO2)==0.032mol，則被處理的CN-的百分率為=80%。答案為：80%。