Question

8．（2015年8月12日23：30左右，天津濱海新區的一處集裝箱碼頭發生爆炸，發生爆炸的是集裝箱內的易燃易爆物品氰化鈉，數量為700噸左右．

資料：氰化鈉化學式為NaCN，白色結晶顆粒或末，易潮解，有微弱的苦杏仁氣味．劇毒，皮膚傷口接觸、吸入、吞食微量可中毒死亡．熔點563.7℃，沸點1496℃．易溶于水，易水解生成氰化氫，水溶液呈強堿性，是一種重要的化工原料，用于電鍍、冶金和有機合成醫藥、農藥及金屬處理方面．
（1）用離子方程式表示其水溶液呈強堿性的原因：CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）氰化鈉要用雙氧水或硫代硫酸鈉中和．①用雙氧水處理產生一種酸式鹽和一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，請寫出該反應的化學方程式NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
②用硫代硫酸鈉中和的離子方程式為CN^-+S₂O₃^2-═A+SO₃^2-，A為SCN^-（填化學式）．
（3）含氰廢水中的CN^-有劇毒．
①CN^-中C元素顯+2價，N元素顯-3價，則非金屬性N＞C（填＜，=或＞）
②在微生物的作用下，CN^-能夠被氧氣氧化成HCO₃^-，同時生成NH₃，該反應的離子方程式為2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃．
③用如圖1所示裝置除去含CN^-、Cl^-廢水中的CN^-時，控制溶液PH為9～10，陽極產生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無污染的氣體，下列說法不正確的是
A．用石墨作陽極，鐵作陰極
B．陽極的電極反應式為：Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O
C．陰極的電極反應式為：2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-
D．除去CN^-的反應：2CN^-+5ClO^-+2H⁺═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+H₂O
（4）過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，也可用于含氰廢水的消毒．某興趣小組制備過碳酸鈉的實驗方案和裝置示意圖如圖2：

已知：2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂ （s）△H＜0，請回答下列問題：
①下列物質中，不會引起過碳酸鈉發生氧化還原反應的有C．
A．FeCl₃B．CuSO₄ C．Na₂SiO₃D．KCN
②準確稱取0.2000g過碳酸鈉于250mL錐形瓶中，加50mL蒸餾水溶解，再加50mL2.0mol•L^-1 H₂SO₄，用0.02000mol•L^-1 KMnO₄ 標準溶液滴定至終點時消耗30.00mL，則產品中H₂O₂的質量分數為25.50%．
[反應6KMnO₄+5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O]．

Answer 1

分析 （1）氰化鈉為強堿弱酸鹽，水解生成氫氰酸和氫氧化鈉，溶液呈堿性；
（2）①使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，根據原子守恒，同時生成碳酸氫鈉；
②根據原子守恒和電荷守恒解答；
（3）①非金屬性強的元素顯示負價，非金屬性弱的則顯示正價；
②根據信息：CN^-能夠被氧氣氧化成HCO₃^-，同時生成NH₃來書寫方程式；
③A．該電解質溶液呈堿性，電解時，用不活潑金屬或導電非金屬作陽極，可以用較活潑金屬作陰極；
B．陽極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和氫氧根離子反應生成次氯酸根離子和水；
C．陰極上水失電子生成氫氣和氫氧根離子；
D．陽極產生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無污染的氣體，該反應在堿性條件下進行，所以應該有氫氧根離子生成；
（4）雙氧水和碳酸鈉混合控制溫度發生反應2Na₂CO₃ （aq）+3H₂O₂ （aq）?2Na₂CO₃•3H₂O₂（s），靜置過濾得到固體2Na₂CO₃•3H₂O₂，將固體洗滌、干燥得到較純凈的2Na₂CO₃•3H₂O₂．
①過碳酸鈉相當于帶結晶雙氧水的碳酸鈉，具有雙氧水的性質，催化劑、還原性物質易促進過碳酸鈉反應而導致失效；
②先寫出反應的化學方程式，然后根據雙氧水與高錳酸鉀的物質的量關系計算出樣品中雙氧水的百分含量．

解答 解：（1）氰化鈉為強堿弱酸鹽，水解反應為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，溶液呈堿性，故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）①用雙氧水處理氰化鈉，產生一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，根據原子守恒一種酸式鹽為碳酸氫鈉，所以反應為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，
故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
②CN^-+S₂O₃^2-═A+SO₃^2-，根據電荷守恒，A為-1價的陰離子，根據原子守恒，A中含有1個硫原子、1個碳原子、1個氮原子，所以A為：SCN^-，
故答案為：SCN^-；
（3）①CN^-中C元素顯+2價，N元素顯-3價，說明N非金屬性強，故答案為：＞；
②CN^-能夠被氧氣氧化成HCO₃^-，同時生成NH₃得出方程式為：2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃，故答案為：2CN^-+4H₂O+O₂$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO₃^-+2NH₃；
③A．該電解質溶液呈堿性，電解時，用不活潑金屬或導電非金屬作陽極，可以用較活潑金屬作陰極，所以可以用石墨作陽極、鐵作陰極，故A正確；
B．陽極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和氫氧根離子反應生成次氯酸根離子和水，所以陽極反應式為Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O，故B正確；
C．電解質溶液呈堿性，則陰極上水失電子生成氫氣和氫氧根離子，電極反應式為2H₂O+2e^-═H₂↑+2OH^-，故C正確；
D．陽極產生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無污染的氣體，兩種氣體為二氧化碳和氮氣，該反應在堿性條件下進行，所以應該有氫氧根離子生成，反應方程式為2CN^-+5ClO^-+H₂O═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+2OH^-，故D錯誤；
故答案為：D；
（4）①過碳酸鈉相當于帶結晶雙氧水的碳酸鈉，具有雙氧水的性質，FeCl₃能作雙氧水分解的催化劑，KCN具有還原性，能被過碳酸鈉氧化，CuSO₄催化雙氧水的分解，硅酸鈉不與過碳酸鈉反應，
故答案為：C；
②高錳酸鉀溶液與過碳酸鈉反應的化學方程式為：6KMnO₄+5（2Na₂CO₃•3H₂O₂）+19H₂SO₄═3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+34H₂O，滴定過程中消耗2.000x10^-2 mol•L^-1 KMnO₄標準溶液的物質的量為：2.000x10^-2 mol•L^-1×0.03L=6.000x10^-4mol，
設過氧化氫的質量為xg，根據關系式
KMnO₄～2Na₂CO₃•3H₂O₂～15H₂O₂
6mol                  15×34g
6.000x10^-4mol             x
x=0.051
過氧化氫的質量分數=$\frac{0.051g}{0.2g}$=25.50%
故答案為：25.50%．

點評 本題考查了過碳酸鈉的實驗方案、化學方程式書寫、物質質量分數的計算等知識，題目難度較大，注意化學實驗原理，能夠根據反應方程式進行簡單的化學計算，試題培養了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．