Question

電鍍廠曾采用有氰電鍍工藝，由于排放的廢水中含有的劇毒CN^-離子，而逐漸被無氰電鍍工藝替代。處理有氰電鍍的廢水時，可在催化劑TiO₂作用下，先用NaClO將CN^-離子氧化成OCN^-，再在酸性條件下繼續被NaClO氧化成N₂和CO₂。環保工作人員在密閉系統中用下圖裝置進行實驗，以證明處理方法的有效性，并測定CN^-被處理的百分率。將濃縮后含CN^-離子的污水與過量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，一段時間后，打開橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關閉活塞。回答下列問題：

（1）乙中反應的離子方程式為                                                。

（2）乙中生成的氣體除N₂和CO₂外，還有副產物HCl及Cl₂等，上述實驗是通過測定二氧化碳的量來確定對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）丁在實驗中的作用是                                                  。

裝有堿石灰的干燥管的作用是                                               。

（4）戊中盛有含Ca(OH)₂ 0.02mol的石灰水，若實驗中戊中共生成0.82 g沉淀，則該實驗中測得CN^-被處理的百分率等于                 。若該測得值與實際處理的百分率相比偏低，請簡要說明可能的任意一個原因                    。

（5）請提出一個能提高準確度的建議（要有可操作性，不宜使操作變得過于復雜）                                                    。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+ 2CO₂↑+3Cl^-+H₂O；

（2）A

（3）除去氯氣   止空氣中的二氧化碳進入戊裝置，對實驗產生影響

（4）0.82     氧化碳吸收不完全，可能有裝置中滯留有CO₂；戊中CO₂流速過快，吸收不完全等；

（5）不將甲中溶液一次加入，改為分次加入，控制二氧化碳產生速率或乙中增加一根導管，反應結束后通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置中的二氧化碳或澄清石灰水改成氫氧化鈉溶液，測定增重，也可加入石灰水測沉淀質量。

【解析】

試題分析：（1）根據提供的反應物和產物，書寫離子方程式為2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+ 2CO₂↑+3Cl^-+H₂O；

（2）裝置丙的作用是除去HCl，選用飽和食鹽水；

（3）實驗的目的是得到二氧化碳的量，雜質氣體均要除去，丁用金屬銅除去氯氣；為防止空氣中的二氧化碳進入戊裝置，對實驗產生影響，故加一個干燥管隔離空氣；

（4）根據數值知石灰水過量，n(CN^-)=n(CO₂)=n(CaCO₃)=0.82÷100=0.0082mol

CN^-被處理的百分率為0.0082÷（0.2×0.05）=0.82

該測得值與實際處理的百分率相比偏低的原因是二氧化碳吸收不完全，可能有裝置中滯留有CO₂；戊中CO₂流速過快，吸收不完全等；

（5）不將甲中溶液一次加入，改為分次加入，控制二氧化碳產生速率或乙中增加一根導管，反應結束后通入除去二氧化碳的空氣，排盡裝置中的二氧化碳或澄清石灰水改成氫氧化鈉溶液，測定增重，也可加入石灰水測沉淀質量。

考點：考查化學實驗中實驗操作、實驗目的、計算及實驗分析等有關問題。