题目内容
【题目】氰化钠,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,剧毒,水溶液显弱碱性,化学式为NaCN,熔点为563.1℃,是一种重要的化工原料,多用于化学合成,电镀冶金等方面。其制备工艺如下:
(1)制备过程的化学反应方程式为____________________________________。
(2)工厂中,氰化钠存储区应贴的标志为________(填选项字母)。
(3)已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________。
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中下列关系式一定正确的是________(填选项字母)。
A.2c(Na+)=c(CN-) B.c(CN-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN) D.c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)
已知25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________(结果保留到小数点后一位)。
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体,化学方程式为__________________________________。
(6)某废水样品中主要含有CN-和Cl-,若用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极的电极反应式为________。 除去CN-的离子反应方程式为____________________________。
【答案】 2Na+2C+2NH32NaCN+3H2 B BD 2.0×10-5 NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3 + NH3 ↑ Cl-+2OH-—2e-=ClO- +H2O 2CN-+5ClO-+2OH-=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O
【解析】(1)根据流程图,钠、氨气和碳在高温下反应生成氰化钠和氢气,反应的化学反应方程式为2Na+2C+2NH32NaCN+3H2,故答案为:2Na+2C+2NH32NaCN+3H2;
(2)氰化钠是剧毒物,存储区应贴B标志,故选B;
(3)NaCN属于离子化合物,其中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,CN-与氮气互为等电子体。电子式为,故答案为:;
(4)含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7。A.根据物料守恒,2c(Na+)=c(CN-)+ c(HCN),故A错误;B.pH>7,说明氰化钠的水解程度大于HCN的电离程度,c(CN-)<c(HCN),故B正确;C.根据物料守恒:2c(Na+)=c(CN-)+ c(HCN)和电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CN-) +c(OH-),有2c(H+)=2c(OH-)+ c(CN-)-c(HCN),若c(H+)=c(OH-)-c(HCN)成立,则应该有c(H+)=c(OH-)+ c(CN-),与pH>7矛盾,故C错误;D.根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(CN-) +c(OH-),即c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+),故D正确;故选BD;HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb===2.0×10-5,故答案为:BD;2.0×10-5;
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐碳酸氢钠和一种常见的碱性气体氨气,反应的化学方程式为NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3 + NH3 ↑,故答案为:NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3 + NH3 ↑;
(6)用电解法除去废水中的CN-,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极发生氧化反应,氯离子被氧化生成次氯酸根离子,电极反应式为Cl-+2OH-—2e-=ClO- +H2O,除去CN-的离子反应方程式为2CN-+5ClO-+2OH-=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O,故答案为:Cl-+2OH-—2e-=ClO- +H2O;2CN-+5ClO-+2OH-=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O。