Question

13．含CN^-的廢水有劇毒，可用液氯在堿性條件下將其氧化成OCN^-，OCN^-再進一步被氧化為無毒物質．有關反應如下：
（1）KCN+2KOH+Cl₂→KOCN+2KCl+H₂O被氧化的元素是C．
（2）寫出KOCN在KOH溶液中與氯氣反應生成無毒物質的化學方程式：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O．
（3）某廠廢水中含KCN，其濃度為650mg/L，該廢水的密度為1g/mL．現用氯氧化法處理，該廠每日處理上述廢水20t，使KCN完全轉化為無毒物質，每天至少需液氯35.5 kg（保留到小數點后1位）．

Answer 1

分析 （1）該反應中，Cl元素化合價由0價變為-1價，C元素化合價由+2價變為+4價，據此判斷被氧化的元素；
（2）反應中KOCN→N₂，N元素化合價由-3價升高為0價，共升高6價，Cl₂→KCl，Cl元素化合價由0價降低為-1價，共降低2價，化合價升降最小公倍數為6，故N₂系數為1，Cl₂系數為3；
（3）計算廢水中KCN的質量，再根據n=$\frac{m}{M}$計算KCN的物質的量，使KCN完全轉化為無毒物質，生成CO、N₂，整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，Cl元素化合價由0價降低為-1價，根據電子轉移守恒計算n（Cl₂），再根據m=nM計算需要氯氣的質量．

解答 解：（1）反應中C元素化合價由KCN中+2價升高為KOCN中+4價，C元素被氧化，
故答案為：C；
（2）反應中KOCN→N₂，N元素化合價由-3價升高為0價，共升高6價，Cl₂→KCl，Cl元素化合價由0價降低為-1價，共降低2價，化合價升降最小公倍數為6，故N₂系數為1，Cl₂系數為3，結合原子守恒配平其它物質的系數，平衡后方程式為：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O，
故答案為：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O．
（3）廢水中KCN的質量為650mg/L×20×10³L=13×10³g，物質的量為$\frac{13000g}{65g/mol}$=200mol，使KCN完全轉化為無毒物質，應生成CO、N₂，整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，Cl元素化合價由0價降低為-1價，電子轉移守恒可知2×n（Cl₂）=200mol×（4-2）+200mol×[0-（-3）]，解得n（Cl₂）=500mol，故需要氯氣的質量為500mol×71g/mol=35500g=35.5kg，
故答案為：35.5．

點評 本題綜合考查學生的分析能力和計算能力，注意把握元素化合價的判斷，為解答該題的關鍵，結合電子得失守恒解答該題，難度中等．