Question

未來(lái)生活中金屬鈦的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，如可在催化劑TiO₂作用下，先用NaClO將CN^－(毒性很強(qiáng))氧化成CNO^－，再在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化成N₂和CO₂。環(huán)保工作人員在密閉系統(tǒng)中用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以證明處理方法的有效性，并通過(guò)測(cè)定二氧化碳的量確定CN^－被處理的百分率。

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0.05mol·L^－1）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。回答下列問(wèn)題：

（1）乙中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________。

（2）乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有HCl及副產(chǎn)物Cl₂等，上述實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)定二氧化碳的量來(lái)確定對(duì)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(shí)驗(yàn)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)₂0.02mol的石灰水，若實(shí)驗(yàn)中戊中共生成0.82 g沉淀，則該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CN^－被處理的百分率等于________，請(qǐng)說(shuō)明該測(cè)得值與實(shí)際處理的百分率相比偏高還是偏低_________？簡(jiǎn)要說(shuō)明可能的原因________________________________________________________。

（5）請(qǐng)?zhí)岢鲆粋�(gè)能提高準(zhǔn)確度的建議（要有可操作性，不宜使操作變得過(guò)于復(fù)雜）         

_________________________________________________________________________

 

Answer 1

【答案】

（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(jìn)入戊中影響測(cè)定準(zhǔn)確度

（4）82%  ①裝置乙、丙、丁中可能滯留有CO₂；②CO₂產(chǎn)生的速度較快未與戊中的澄清石灰水充分反應(yīng) ；③Cl₂、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三點(diǎn)中任意答兩點(diǎn)即可，每答對(duì)一點(diǎn)給1分，共2分)

（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(chǎn)生速度；

建議二：乙中瓶塞改為三孔塞，增加的那個(gè)孔中插入一根導(dǎo)管到液面以下，反應(yīng)結(jié)束后緩緩?fù)ㄈ氤�去CO₂的空氣，使裝置中滯留的CO₂盡可能多的與Ca(OH)₂反應(yīng)。

建議三：將戊中澄清石灰水改為濃度較大的NaOH溶液，反應(yīng)結(jié)束后向戊中加入足量CaCl₂后測(cè)沉淀質(zhì)量。等等(三點(diǎn)中任意答一點(diǎn)即可)

【解析】

試題分析：（1）CN^-與ClO^-生成CNO^-和Cl^-。CNO^-與ClO^-酸性條件下生成N₂、CO₂、Cl^-和H₂O。

（2）除氯化氫氣體不能用飽和碳酸氫鈉溶液，因氯化氫與碳酸氫鈉生成二氧化碳?xì)怏w，增加了二氧化碳的量；不能用氫氧化鈉溶液，因氫氧化鈉溶液也能吸收二氧化碳?xì)怏w；濃硫酸不能吸收氯化氫氣體。a正確。

（3）灼熱的銅網(wǎng)可除去氯氣。澄清石灰水吸收二氧化碳?xì)怏w，堿石灰吸收空氣中的二氧化碳?xì)怏w。

（4）由CN^-~CNO^-~CO₂~CaCO₃得n(CN^-)=0.0082mol，混合溶液中CN^-為0.01mol，所以CN^-處理百分率為0.82。結(jié)果偏低的原因可能是二氧化碳?xì)怏w殘留在系統(tǒng)中沒(méi)有完全反應(yīng)、二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率快，來(lái)不及與澄清石灰水完全反應(yīng)、澄清石灰水與氯化氫或氯氣發(fā)生了反應(yīng)等。

（5）建議一：將甲中溶液緩慢滴加入乙中，控制二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生的速率；建議二：將乙中增加一導(dǎo)管，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后從左端鼓入不含二氧化碳?xì)怏w的空氣，使系統(tǒng)中二氧化碳?xì)怏w完全被澄清石灰水吸收。建議三：將澄清石灰水改為NaOH溶液，反應(yīng)結(jié)束后向戊中加入足量CaCl₂后測(cè)沉淀質(zhì)量等。

考點(diǎn)： 化學(xué)實(shí)驗(yàn)