题目内容
【题目】某工业废水中含有CN-和Cr2O72-等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理厂拟用下列流程进行处理:
回答下列问题:
(1)步骤②中,CN-被ClO-氧化为CNO-的离子方程式为_______________。
(2)步骤④的反应为S2+Cr2O72-+H+SO42-+Cr3++H2O(未配平), 则每消耗0.4 molCr2O72-转移转移____mol e-。
(3)含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理,目的是_________________。
(4)在25 ℃下,将a mol·L-1的NaCN溶液与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后测得溶液pH=7,用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka=____。若25 ℃时将浓度均为0.1 mol·L-1的NaCN、HCN溶液等体积混合后,溶液呈碱性,则关于该溶液的说法不正确的是____(填字母)。
a.此溶液一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)
b.此溶液一定有c(Na+)=c(HCN)+c(CN-)
c.混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度
d.此溶液加入少量氢氧化钠或盐酸,溶液的pH变化不大
(5)除去废水中的阳离子:取水样于试管中,加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入一定量的Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀。该过程中反应的离子方程式为_______、___________。
【答案】 CN-+ClO-CNO-+Cl- 2.4 调节废水的pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀进而除去(其他合理答案也可) (100a-1)×10-7 mol·L-1 b Cu2++2OH-
Cu(OH)2↓ Cu (OH)2(s)+S2-(aq)
CuS(s)+2OH-(aq)
【解析】(1)步骤②中,碱性条件下,CN-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO-、Cl-离子,离子反应为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;(2)步骤④的反应为S2+Cr2O72-+H+SO42-+Cr3++H2O(未配平),根据0.4 mol Cr2O72-等转化为Cr3+,铬元素化合价降低3价,0.4molCr2O72-共得到了0.4×(2×3)mol=2.4mol;(3)含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理,目的是调节废水的pH,使其转化成Cr(OH)3沉淀进而除去(其他合理答案也可) ;(4)由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-)及pH=7,可知c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,c(CN-)=c(Na+)-c(Cl-)=a/2mol·L-1-0.01/2mol·L-1,再根据物料守恒:c(CN-)+c(HCN)=c(Na+)=a/2mol·L-1;Ka﹦c(H+).c(CN-)/c(HCN)=
= (100a-1)×10-7 mol·L-1;若25℃时将浓度均为0.1mol·L-1的NaCN、HCN溶液等体积混合后,混合后得溶液中c(HCN)=0.05 mol·L-1,c(NaCN)=0.05 mol·L-1,溶液呈碱性,说明NaCN水解程度大于HCN的电离程度;a、据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(CN-)+c(OH-),此溶液一定有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),故a正确;b.由物料守恒可知c(HCN)+c(CN-)=0.1mol·L-1,所以c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),故b错误;c.若25℃时将浓度均为0.1mol·L-1的NaCN、HCN溶液等体积混合后,混合后得溶液中c(HCN)=0.05 mol·L-1,c(NaCN)=0.05 mol·L-1,溶液呈碱性,说明NaCN水解程度大于HCN的电离程度,混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度,故c正确;d.若25℃时将浓度均为0.1mol·L-1的NaCN、HCN溶液等体积混合后形成缓冲溶液,此溶液加入少量氢氧化钠抑制水解,促进电离,加入盐酸抑制电离促进水解,溶液酸碱性变化不大,所以溶液的pH变化不大,故d正确;故选b。(5)蓝色沉淀为Cu(OH)2,CuS(s)比Cu(OH)2(s)更难溶,发生了沉淀的转化,反应方程式为:Cu2++2OH-
Cu(OH)2↓ (7). Cu (OH)2(s)+S2-(aq)
CuS(s)+2OH-(aq)
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