Question

9．電鍍廢水中常含有NaCN；工業上規定其含量低于0.5mg/L才可排放，對NaCN超標的沸水可用兩段氧化法處理：
已知HCN的酸性比碳酸的酸性弱，有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價相同．
請回答下列問題
（1）第一次氧化時，溶液的pH應調節為堿性（選填“酸性”、“堿性”或“中性”）；原因是防止生成HCN，造成人員中毒或環境污染．反應中，欲使1molNaCN變為NaOCN，則需要氧化劑NaClO至少1mol．
（2）寫出第二次氧化時發生反應的離子方程式2OCN^-+3ClO^-=CO₂↑+CO₃^2-+3Cl^-+N₂↑．
（3）處理100m³含NaCN 10.3mg/L的廢水，實際至少需NaClO1490g（實際用量應為理論值的4倍），才能使NaCN含量達到排放標準．

Answer 1

分析 （1）NaCN易與酸發生反應生成HCN，而HCN有劇毒，故應該使溶液的pH呈堿性；NaCN與NaClO反應生成NaOCN和NaCl，根據反應方程式計算；
（2）反應中氯元素的化合價從+1價降低到-1價，得到2個電子．N元素化合價從-3價升高到0價，失去3個電子，結合氧化還原反應中化合價升降相等配平；
（3）參加反應的NaCN為$\frac{100×（10.3-0.5）g}{49g/mol}$=20mol，反應中C由+2價升高到+4價，N元素化合價從-3價升高到0價，即1molNaCN失去5mol電子，1mol次氯酸鈉得到2mol電子，利用電子守恒計算．

解答 解：（1）NaCN易與酸反應生成HCN，為防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣，因此第一次氧化時，溶液的pH應調節為堿性；NaCN與NaClO反應生成NaOCN和NaCl，其反應方程式為：NaCN+NaClO=NaOCN+NaCl，所以欲使1molNaCN變為NaOCN，則需要氧化劑NaClO為1mol；
故答案為：堿性；防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣；1；
（2）反應中氯元素的化合價從+1價降低到-1價，得到2個電子．N元素化合價從-3價升高到0價，失去3個電子，則根據電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質的量之比是2：3，反應的離子方程式為：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑，
故答案為：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑；
（3）參加反應的NaCN是：$\frac{100×（10.3-0.5）g}{49g/mol}$=20mol，反應中C由+2價升高到+4價，N元素化合價從-3價升高到0價，即1molNaCN失去5mol電子，1mol次氯酸鈉得到2mol電子，所以處理100 m³含NaCN 10.3 mg/L的廢水，實際至少需NaClO的質量為：$\frac{20mol×5}{2}$×74.5g/mol×4=1490g，
故答案為：1490．

點評 本題考查了氧化還原反應方程式書寫、計算等，題目難度中等，明確氧化還原反應的實質及配平原則為解答關鍵，試題知識點較多，充分考查了學生的分析能力及靈活應用能力．