Question

12．世間萬(wàn)物都有它的兩面性，氰化鈉（NaCN）是一種重要的化工原料，常用于化學(xué)合成、冶金工業(yè)等，應(yīng)用不當(dāng)，也會(huì)引起嚴(yán)重的后果．
（1）工業(yè)上可用純堿、焦炭、氨氣在高溫下反應(yīng)可以制取NaCN，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式Na₂CO₃+C+2NH₃=2NaCN+3H₂O．
（2）工業(yè)利用NaCN制備藍(lán)色染料的流程如下：

通入Cl₂時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-_，該藍(lán)色染料的化學(xué)式為Fe₃[Fe（CN）₆]₂．
（3）現(xiàn)代采金技術(shù)先以NaCN溶液在自然環(huán)境中浸取粉碎的含金（Au）礦石，得到Na[Au（CN）₂]（二氰合金酸鈉）溶液，再用鋅還原Na[Au（CN）₂]生成金．浸取過(guò)程的氧化劑是O₂．
（4）上述方法的主要缺點(diǎn)是容易引起水體污染．天津“8.12“爆炸中擴(kuò)散的CN^-也造成了部分水體污染．某小組欲檢測(cè)污水中CN^-的濃度．
資料：堿性條件下發(fā)生離子反應(yīng)：2CN^-+5H₂O₂+2OH^-=2CO₃^2-+N₂+6H₂O
實(shí)驗(yàn)裝置如圖（其中加熱、夾持裝置省略）．（不考慮污水中其它離子反應(yīng)）

①加入藥品之前的操作是檢查裝置氣密性；B的名稱是三頸瓶，C中試劑是濃H₂S0₄．
②實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1	關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，滴入足量H2O2溶液，對(duì)B加熱．充分反應(yīng)后，停止加熱．
步驟2	冷卻后，用注射器穿過(guò)B裝置的膠塞注入稀H2S04溶液．
步驟3	打開(kāi)K1，通入N2．

③為了使檢測(cè)更加準(zhǔn)確，上述（2）中操作要特別注意一些事項(xiàng)．請(qǐng)寫出至少一條加稀H₂S0₄時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N₂或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H₂SO₄，要足量）；．
（5）常溫下HCN的電離常數(shù)Ka=6.2×10^-10，濃度均為0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液顯堿（填“酸”、“堿”或“中”）性，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明其原因K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒可知，純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取 NaCN，同時(shí)會(huì)生成水；
（2）根據(jù)工業(yè)流程可知，NaCN與FeSO₄反應(yīng)生成Fe（CN）₂白色沉淀，F(xiàn)e（CN）₂繼續(xù)與NaCN溶液反應(yīng)生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯氣氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]與硫酸亞鐵反應(yīng)生成藍(lán)色染料為Fe₃[Fe（CN）₆]₂，據(jù)此答題；
（3）以NaCN溶液在自然環(huán)境中浸取粉碎的含金（Au）礦石，得到 Na[Au（CN）₂]（二氰合金酸鈉）溶液，再用鋅還原 Na[Au（CN）₂]生成金，根據(jù)元素的化合價(jià)的變化可知，NaCN中各元素的化合價(jià)沒(méi)有變，是空氣中的氧氣氧化了金；
（4）本實(shí)驗(yàn)是利用在堿性條件下雙氧水將CN^-氧化成碳酸根離子，再用稀硫酸與碳酸根反應(yīng)生成二氧化碳，用堿石灰吸收生成的二氧化碳，根據(jù)裝有堿石灰的干燥管的質(zhì)量的變化確定二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可計(jì)算出的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定濃度，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為準(zhǔn)確測(cè)量二氧化碳的質(zhì)量，要排除空氣中的二氧化碳的干擾，以及要把裝置產(chǎn)生的二氧化碳讓堿石灰充分吸收，所以要在裝置里通入氮?dú)猓?br />①由于該實(shí)驗(yàn)是有氣體參與反應(yīng)的，所以實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要檢查裝置氣密性；從B裝置三頸瓶中出來(lái)的氣體中有水蒸氣，能被堿石灰吸收，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，所以氣體要干燥；
②在加過(guò)雙氧后，要關(guān)閉K₂，再向B中加足量的稀硫酸，與碳酸根離子反應(yīng)；
③為了使二氧化碳能充分被堿石灰吸收，加稀H₂S0₄時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N₂或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H₂SO₄，要足量）；
（5）根據(jù)工業(yè)流程可知，NaCN與FeSO₄反應(yīng)生成Fe（CN）₂白色沉淀，F(xiàn)e（CN）₂繼續(xù)與NaCN溶液反應(yīng)生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯氣氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]與硫酸亞鐵反應(yīng)生成藍(lán)色染料為Fe₃[Fe（CN）₆]₂，據(jù)此答題；

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒可知，純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取 NaCN，同時(shí)會(huì)生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+C+2NH₃=2NaCN+3H₂O，
故答案為：Na₂CO₃+C+2NH₃=2NaCN+3H₂O；
（2）據(jù)工業(yè)流程可知，NaCN與FeSO₄反應(yīng)生成Fe（CN）₂白色沉淀，F(xiàn)e（CN）₂繼續(xù)與NaCN溶液反應(yīng)生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯氣氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，反應(yīng)的離子方程式為2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-，Na₃[Fe（CN）₆]與硫酸亞鐵反應(yīng)生成藍(lán)色染料為Fe₃[Fe（CN）₆]₂，
故答案為：2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-；Fe₃[Fe（CN）₆]₂；
（3）根據(jù)題意可知，NaCN溶液與Au以及空氣中的氧氣反應(yīng)，Na[Au（CN）₂]（ 二氰合金酸鈉）溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Au+8NaCN+2H₂ O+O₂=4Na[Au（CN）₂]+4NaOH，所以氧化劑是氧氣，故答案為：O₂；
（4）①由于該實(shí)驗(yàn)是有氣體參與反應(yīng)的，所以實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要檢查裝置氣密性，從B裝置三頸瓶中出來(lái)的氣體中有水蒸氣，能被堿石灰吸收，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，所以氣體要干燥，所以C中試劑是濃H₂S0₄，
故答案為：檢查裝置氣密性；三頸瓶；濃H₂S0₄；
②在加過(guò)雙氧后，要關(guān)閉K₂，再向B中加足量的稀硫酸，與碳酸根離子反應(yīng)，
故答案為：關(guān)閉K₂；稀H₂S0₄；
③為了使二氧化碳能充分被堿石灰吸收，加稀H₂S0₄時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N₂或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H₂SO₄，要足量），
故答案為：加稀H₂S0₄時(shí)要緩慢注入（要緩慢通人N₂或給B加熱時(shí)溫度不能過(guò)高或加入稀H₂SO₄，要足量）；
（5）根據(jù)K_h=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$可知，K_h=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性，
故答案為：堿；K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高考常見(jiàn)題型，注意根據(jù)流程圖把握實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法，注意運(yùn)用電子守恒進(jìn)行計(jì)算，難度中等．