Question

12．電鍍工業(yè)中往往產(chǎn)生大量的有毒廢水，必須經(jīng)過嚴(yán)格處理后才可以排放．某種含A離子（陰離子）廢水在排放前的處理過程如下：

已知：9.0g沉淀D在氧氣中灼燒后，產(chǎn)生8.0g黑色固體，生成的氣體通過足量澄清石灰水時(shí)，產(chǎn)生10.0g白色沉淀，最后得到的混合氣體除去氧氣后，還剩余標(biāo)況下密度為1.25g•L^-1的氣體E 1.12L．
（1）E的結(jié)構(gòu)式N≡N
（2）沉淀D的化學(xué)式CuCN
（3）寫出沉淀D在氧氣中灼燒發(fā)生的化學(xué)方程式2CuCN+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+N₂+2CO₂
（4）濾液C中還含有微量的A離子，通過反應(yīng)②，可將其轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，試用離子方程式表示該原理2CN^-+5ClO^-+2H⁺=5C1^-+2CO₂↑+N₂↑+H₂O
（5）反應(yīng)①為制得某種元素的低價(jià)X離子，試從氧化還原反應(yīng)的角度分析，是否可以用Na₂SO₃溶液來代替B溶液，說明理由可以，因?yàn)镹a₂SO₃有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)取少最Na₂SO₃溶液，先加入BaCl₂溶液，再加入足量稀鹽酸，觀察有無沉淀．若有，說明Na₂SO₃溶液己變質(zhì)；或取少量Na₂SO₃溶液，先加入足量稀鹽酸，再加入BaCl₂溶液，觀察有無沉淀．若有，說明Na₂SO₃溶液己變質(zhì)．

Answer 1

分析 9.0g沉淀D在氧氣中灼燒后，產(chǎn)生8.0g黑色固體，黑色固體應(yīng)為CuO，生成的氣體通過足量澄清石灰水時(shí)，產(chǎn)生10.0g白色沉淀，白色沉淀為CaCO₃，其物質(zhì)的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，碳元素質(zhì)量為0.1mol×12g/mol=1.2g，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，CuO的物質(zhì)的量為$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，C、N、Cu元素總質(zhì)量為1.2g+1.4g+0.1mol×64g/mol=9g，等于沉淀D的質(zhì)量，故D由Cu、C、N三種元素組成，且三原子物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol：0.05mol×2=1：1：1，故D的化學(xué)式為CuCN，A離子為CN^-離子、X為Cu⁺離子，B應(yīng)為具有還原性的物質(zhì)，CN^-離子與NaClO在酸性條件轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，應(yīng)是生成氮?dú)�、二氧化碳，還有氯化鈉與水生成；Na₂SO₃具有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺離子；Na₂SO₃溶液變質(zhì)為生成Na₂SO₄，可以利用氯化鋇溶液檢驗(yàn)溶液中是否含有硫酸根，注意加入鹽酸排除亞硫酸根離子的影響，以此解答該題．

解答 解：9.0g沉淀D在氧氣中灼燒后，產(chǎn)生8.0g黑色固體，黑色固體應(yīng)為CuO，生成的氣體通過足量澄清石灰水時(shí)，產(chǎn)生10.0g白色沉淀，白色沉淀為CaCO₃，其物質(zhì)的量為$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol，碳元素質(zhì)量為0.1mol×12g/mol=1.2g，氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，CuO的物質(zhì)的量為$\frac{8g}{80g/mol}$=0.1mol，C、N、Cu元素總質(zhì)量為1.2g+1.4g+0.1mol×64g/mol=9g，等于沉淀D的質(zhì)量，故D由Cu、C、N三種元素組成，且三原子物質(zhì)的量之比為0.1mol：0.1mol：0.05mol×2=1：1：1，故D的化學(xué)式為CuCN，A離子為CN^-離子、X為Cu⁺離子，B應(yīng)為具有還原性的物質(zhì)，
（1）E是氮?dú)猓�氮�(dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為：N≡N，故答案為：N≡N；
（2）由以上分析可知沉淀D的化學(xué)式是：CuCN，故答案為：CuCN；
（3）沉淀D在氧氣中灼燒發(fā)生的化學(xué)方程式：2CuCN+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+N₂+2CO₂，故答案為：2CuCN+3O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+N₂+2CO₂；
（4）CN^-離子與NaClO在酸性條件轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無害的物質(zhì)，應(yīng)是生成氮?dú)�、二氧化碳，還有氯化鈉與水生成，反應(yīng)離子方程式為：2CN^-+5ClO^-+2H⁺=5Cl^-+N₂↑+2CO₂↑+H₂O，
故答案為：2CN ^-+5ClO^-+2H⁺=5C1^-+2CO₂↑+N₂↑+H₂O；
（5）Na₂SO₃具有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺離子，可以用Na₂SO₃溶液來代替B溶液；
Na₂SO₃溶液變質(zhì)為生成Na₂SO₄，檢驗(yàn)Na₂SO₃溶液是否變質(zhì)的方法為：取少最Na₂SO₃溶液，先加入BaCl₂溶液，再加入足量稀鹽酸，觀察有無沉淀．若有，說明Na₂SO₃溶液己變質(zhì)；或取少量Na₂SO₃溶液，先加入足量稀鹽酸，再加入BaCl₂溶液，觀察有無沉淀．若有，說明Na₂SO₃溶液己變質(zhì)，
故答案為：可以，因?yàn)镹a₂SO₃有還原性，有可能將Cu²⁺還原為Cu⁺；
取少最Na₂SO₃溶液，先加入BaCl₂溶液，再加入足量稀鹽酸，觀察有無沉淀．若有，說明Na₂SO₃溶液己變質(zhì)；或取少量Na₂SO₃溶液，先加入足量稀鹽酸，再加入BaCl₂溶液，觀察有無沉淀．若有，說明Na₂SO₃溶液己變質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物推斷、物質(zhì)的分離、提純等知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，推斷難度很大，屬于猜測(cè)驗(yàn)證型，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度較大．