Question

16．2015年8月12日，天津濱海新區爆炸事故確認有氰化鈉、亞硝酸鈉等，氰化鈉毒性很強，遇水、酸會產生易燃氰化氫氣體．氰化氫的沸點只有26攝氏度，因此相當容易揮發進入空氣，這就大大增加了中毒風險，同時氰化鈉遇到亞硝酸鈉會發生爆炸，回答下列問題：
（1）寫出氰化鈉遇水產生氰化氫的離子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）爆炸現場約700噸的氰化鈉大約需要900噸的雙氧水來處理，氰化鈉與雙氧水相遇后，會釋放氨氣并同時析出白色晶體，使得氰化鈉的毒性大大降低，寫出氰化鈉與雙氧水反應的化學方程式NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
（3）氰化鈉遇到亞硝酸鈉會生成兩種氣體發生爆炸，寫出化學方程式3NaCN+5NaNO₂=3CO₂↑+4N₂↑+4Na₂O；
（4）爆炸殘留再廢水中CN^-可以用Cr₂O₇^2-處理，擬定下列流程進行廢水處理：

1）上述處理廢水流程中主要使用的方法是d．
a．混凝法b．中和法c．沉淀法d．氧化還原法
2）②中反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
3）步驟③中，每處理0.4molCr₂O₇^2- 時轉移電子2.4mol．該反應的離子方程式為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
4）處理酸性Cr₂O₇^2-廢水多采用鐵氧磁體法，該法是向廢水中加入FeSO₄•7H₂O將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，調節pH，Cr轉化成相當于Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅢCr_（2-x）^Ⅲ]O₄（鐵氧磁體，羅馬數字表示元素價態）的沉淀，處理1mol，需Cr₂O₇²加入amol FeSO₄•7H₂O，下列結論正確的是D．
A．x=0.5，a=6   B．x=0.5，a=10  C．x=1.5，a=6   D．x=1.5，a=10．

Answer 1

分析 （1）氰化鈉易發生水解產生氰化氫；
（2）氰化鈉與雙氧水反應生成氨氣和碳酸氫鈉；
（3）氰化鈉遇到亞硝酸鈉會生成兩種氣體發生爆炸，氣體為二氧化碳和氮氣，結合質量守恒書寫化學方程式；
（4）流程分析含CN^-廢水調整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-離子反應生成CNO^-的廢水，含Cr₂O₇^2-的廢水調整溶液PH加入Na₂S₂O₃發生氧化還原反應得到含硫酸根離子的廢水，和含CNO^-的廢水繼續處理得當待測水樣．
1）從流程分析物質的轉化關系和試劑選擇分析所用方法；
2）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發生氧化還原反應生成CNO^-、Cl^-離子，據此寫出離子方程式；
3）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子來計算被還原后Cr元素的化合價，再書寫離子方程式；
4）根據氧化還原反應中得失電子數相等，再結合原子守恒進行計算．

解答 解：（1）氰化鈉易發生水解產生氰化氫，方程式為CN^-+H₂O?HCN+OH^-，故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化鈉與雙氧水反應生成氨氣和碳酸氫鈉，方程式為NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
（3）氰化鈉遇到亞硝酸鈉會生成兩種氣體發生爆炸，氣體為二氧化碳和氮氣，反應的方程式為3NaCN+5NaNO₂=3CO₂↑+4N₂↑+4Na₂O，故答案為：3NaCN+5NaNO₂=3CO₂↑+4N₂↑+4Na₂O；
（4）流程分析含CN^-廢水調整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-離子反應生成CNO^-的廢水，含Cr₂O₇^2-的廢水調整溶液PH加入Na₂S₂O₃發生氧化還原反應得到含硫酸根離子的廢水，和含CNO^-的廢水繼續處理得當待測水樣．
1）從流程看，CN^-轉化為CNO^-，化合價升高被氧化劑氧化，Cr₂O₇^2-轉化為Cr³⁺化合價降低，故還原劑還原，故采用方法為氧化-還原法；
故答案為：d；
2）步驟②中，無氣體放出，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-，則因為是在堿性環境中，故ClO^-只能被還原為Cl^-，反應式為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
3）每0.4molCr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子，設還原后Cr元素的化合價為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，則離子反應為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
4）處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，根據鉻原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反應后生成 $\frac{2}{2-x}$molFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x•Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根據鐵原子守恒得amol=$\frac{2（1+x）}{2-x}$mol①，該反應中得失電子數相等，1mol×2×3=$\frac{2}{2-x}$mol×（3-2）×x，解得x=1.5，將x=1.5代入①得a=10，
故答案為：D．

點評 本題考查物質的分離和提純，為高頻考點，涉及實驗基本操作、氧化還原反應等知識點，明確流程圖中化學反應原理、基本操作方法是解本題關鍵，難點是4）的氧化還原反應的計算，題目難度中等．