题目内容
【题目】氰化法冶金过程中产生大量的含氰废水(主要包括CN-、Cu(CN)32-、SO32-等离子)，可以通过沉淀——电解氧化法进行处理，某小组同学对该过程进行模拟。
资料1：溶液中存在平衡Cu(CN)32-
CuCN↓+2CN-
资料2：2Cu2++4CN-=2CuCN ↓+(CN)2
(1)利用CuCl2溶液对含氰废水进行初步沉淀处理。溶液中总氰(CNT)、游离氰(CN-)的去除率随CuCl2加入量变化趋势如图所示。
CuCl2加入量对总氰(CNT)、游离氰(CN-)去除率的影响
①请用平衡移动原理解释，随着CuCl2加入量增大(3.0 g以前)，溶液中总氰(CNT)、游离氰(CN-)的去除率变化趋势_________。
②在SO32-的作用下，CuCl2可将废水中的Cu(CN)32-直接转化为CuCN沉淀，该过程的离子方程式为__________。
(2)利用钛电极对沉淀后的废液中残留的CN-等离子进一步进行电解处理，在一定的电压下，在阳极观察到明显的气泡，经检验，其主要成分为N2和CO2。该小组同学实验时发现，若将(1)中沉淀剂CuCl2换为CuSO4，电解法几乎不能去除CN-。
①下列关于电解氧化法处理废水的说法正确的是__________。
A．阳极处观察到的气泡主要是由于 CN-在阳极放电产生的
B．电解结束之后，该小组同学在阴极处能回收金属铜
C．电解法处理过程中，Cu(CN)32-向阳极迁移
②CN-中包含碳氮三键，该离子中碳元素的化合价为 ______。
③请用化学用语解释电解过程中Cl-的作用：_________。
【答案】溶液中总氰和游离氰的去除率均随CuCl2加入量的增加而增加。根据已知信息 ii.游离氰可直接和铜离子反应，c(CN-)降低，平衡Cu(CN)32-
CuCN↓+ 2CN-正向移动，使溶液中Cu(CN)32-降低，形成 CuCN 沉淀，去除率增加。 2Cu2++Cu(CN)32-+SO32-+H2O=3CuCN↓+2H+ +SO42- BC +2 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑；生成的Cl2继续将溶液中的CN-氧化成N2和CO2，5Cl2 +2CN-+4H2O=10Cl- +2CO2↑+ N2↑+ 8H+，从而将溶液中的 CN-去除。
【解析】
(1)①根据溶液中随着CuCl2加入量总氰(CNT)、游离氰(CN-)去除率与CuCl2的变化趋势分析判断；
②Cu2+、Cu(CN)32-、SO32-会发生氧化还原反应，根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒，书写反应的离子方程式；
(2)①电解时，阳极上CN-失去电子被氧化产生N2、CO2，溶液中阳离子向阴极定向移动，阴离子向阳极定向移动；
②CN-中包含碳氮三键，根据C、N元素非金属性强弱判断该离子中碳元素的化合价；
③Cl-在电解时产生Cl2，Cl2具有氧化性，可氧化CN-为N2、CO2。
(1)①由图象可知：随着CuCl2加入，在CuCl2加入量小于3.0 g前，溶液中总氰和游离氰的去除率均随CuCl2加入量的增加而增加，这是由于根据信息 ii.游离氰可直接和铜离子反应，使溶液中c(CN-)降低，电离平衡平衡Cu(CN)32-CuCN↓+ 2CN-正向移动，使溶液中Cu(CN)32-降低，形成CuCN沉淀，从而使去除率增加；
②Cu2+、Cu(CN)32-、SO32-会发生氧化还原反应产生CuCN沉淀、SO42-，根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒，可得该反应的离子方程式为：2Cu2++Cu(CN)32-+SO32-+H2O=3CuCN↓+2H++SO42-；
(2)①A．利用钛电极对沉淀后的废液中残留的CN- 等离子进一步进行电解处理，在一定的电压下，阳极上Cl-失去电子变为Cl2，Cl2将CN-氧化产生N2、CO2，因此可在阳极观察到明显的气泡，A错误；
B．在阴极上溶液中的Cu2+得到电子变为Cu单质析出，因此电解结束之后，该小组同学在阴极处能回收金属铜，B正确；
C．电解时，溶液中阳离子向阴极定向移动，阴离子Cu(CN)32-会向阳极定向移动，C正确；
故合理选项是BC；
②CN-中包含碳氮三键，由于元素的非金属性C＜N，所以共用电子对偏向N元素，使C元素显示正化合价，该离子中带1个单位负电荷，碳元素的化合价数值为3-1=2，所以C化合价为+2价；
③在一定的电压下，在阳极观察到明显的气泡，经检验，其主要成分为N2和CO2。该小组同学实验时发现，若将(1)中沉淀剂CuCl2换为CuSO4，电解法几乎不能去除CN-。说明在电解时，阳极发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑；生成的Cl2继续将溶液中的CN-氧化成N2和CO2，发生了反应5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2↑+ N2↑+ 8H+，从而将溶液中的CN-去除，而SO42-在溶液中不能失去电子，因此电解方法使用CuSO4，电解法几乎不能去除CN-。
阳光课堂同步练习系列答案
【题目】I.（1）对于下列反应：2SO2 + O2 
2SO3 ， 如果2min内SO2的浓度由8 mol/L下降为2 mol/L，那么，用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为____，用O2浓度变化来表示的反应速率为_____________。如果开始时SO2浓度为4mol/L，2min后反应达平衡，若这段时间内v(O2)为0.5mol/(L·min)，那么2min时SO2的浓度为_____________。
（2）下图表示在密闭容器中反应：2SO2+O22SO3 ΔH<0 达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，a b过程中改变的条件可能是____________；b c过程中改变的条件可能是____________； 若增大压强时，反应速度变化情况画在c-d处__________.
（3）对于下列电离平衡：NH3·H2O
NH4+ + OH -，能使c(NH4+)增大的措施是：_________
①升高温度 ②加氨气 ③水 ④ NH4Cl溶液 ⑤NaOH溶液 ⑥适量的盐酸
II.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝____________；
（2）该反应为____________反应（选填吸热、放热）；
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：3c（CO2）·c（H2）＝5c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为____________℃；
（4）830℃时，向该容器中加入1LCO2与1LH2，平衡时CO2的体积分数是____________。
