题目内容

【题目】氰化钠(NaCN)是一种重要的化工原料,用于电镀、冶金和有机合成医药,农药及金属处理等方面。

已知:氰化钠为白色结晶颗粒或粉末,易潮解,有微弱的苦杏仁气味,剧毒。熔点563.7℃,沸点1496℃。易溶于水,易水解生成氰化氢,水溶液呈强碱性。

(1)氰化钠中氮元素的化合价是______,用离子方程式表示NaCN溶液呈强碱性的原因:________

(2)已知:

物质

HCN

H2CO3

电离平衡常数(25℃)

Ka=6.2×10-10

Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

则向NaCN溶液通入少量CO2反应的离子方程式:_______________

(3)用下图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液PH为9~10,阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体,下列说法错误的是________________

A.用石墨作阳极,铁作阴极

B.阳极的电极反应式为:Cl+2OH-2e=ClO+H2O

C.阴极的电极反应式为:2H2O+2e=H2↑+2OH

D.除去CN的反应:2CN+5ClO+2H+ =N2↑+2CO2↑+5Cl+H2O

(4)氰化钠可用双氧水进行消毒处理。

用双氧水处理氰化钠产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,请写出该反应的化学方程式____________

(5)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)具有Na2CO3和H2O2的双重性质,也可用于含氰废水的消毒处理。

① 下列物质中,不会引起过碳酸钠发生氧化还原反应的有___________

A. FeC13 B. CuSO4 C. Na2SiO3 D. KCN

② 已知 6KMnO4 + 5(2Na2CO3·3H2O2)+19H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O.现称取0.2000g 过碳酸钠样品于250mL 锥形瓶中,加50mL蒸溜水溶解,再加50mL 2.0000molL-1H2SO4,用0.0200 molL-1 KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗30.00mL,则产品中H2O2的质量分数为______

【答案】 -3 CN+H2OHCN+OH CN+CO2+H2O===HCO+HCN D NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3 C 25.50 % (或0.2550 ,25.5 %,0.255)

【解析】(1)NaCNC元素显+2价,因此N元素显-3价;氰化钠为强碱弱酸盐,水解反应为:CN+H2OHCN+OH,溶液呈碱性。(2)根据电离平衡常数可知HCN的酸性弱于碳酸,但强于碳酸氢钠,则向NaCN溶液通入少量CO2反应的离子方程式为CN+CO2+H2O=HCO3+HCN。(3)A.该电解质溶液呈碱性,电解时,用不活泼金属或导电非金属作阳极,可以用较不活泼金属作阴极,所以可以用石墨作氧化剂、铁作阴极,A正确;B.阳极上氯离子失电子生成氯气,氯气和氢氧根离子反应生成次氯酸根离子和水,所以阳极反应式为Cl+2OH-2e=ClO+H2O,B正确;C.电解质溶液呈碱性,则阴极上水失电子生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e=H2↑ +2OH,C正确;D.阳极产生的ClO-CN-氧化为两种无污染的气体,两种气体为二氧化碳和氮气,该反应在碱性条件下进行,所以应该有氢氧根离子生成,反应方程式为2CN-+5ClO-+H2O=N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,D错误;答案选D。(4)用双氧水处理氰化钠,产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,根据原子守恒一种酸式盐为碳酸氢钠,所以反应为:NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑;(5)①过碳酸钠相当于带结晶双氧水的碳酸钠,具有双氧水的性质,FeCl3、CuSO4能作双氧水分解的催化剂,KCN具有还原性,能被过碳酸钠氧化,硅酸钠不与过碳酸钠反应,答案选C;②高锰酸钾溶液与过碳酸钠反应的化学方程式为:6KMnO4+ 5(2Na2CO3·3H2O2)+19H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O,滴定过程中消耗KMnO4标准溶液的物质的量为0.0200molL-1×0.03L=6.000×10-4mol,设过氧化氢的质量为xg,根据关系式可知

KMnO4~2Na2CO33H2O2~15H2O2

6mol 15×34g

6.000×10-4mol xg

解得x=0.051

因此过氧化氢的质量分数为0.051g/0.2g×100%=25.50%。

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(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)_________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:______________________________________

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