题目内容
未来生活中金属钛的运用越来越广泛,如可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN-(毒性很强)氧化成CNO-,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并通过测定二氧化碳的量确定CN-被处理的百分率。
将浓缩后含CN-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN-的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题:
(1)乙中反应的离子方程式为__________________________________。
(2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN-的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______(填字母)。
a.饱和食盐水 b.饱和NaHCO3溶液 c.浓NaOH溶液 d.浓硫酸
(3)丁在实验中的作用是____________________________,装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。
(4)戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN-被处理的百分率等于________,请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________?简要说明可能的原因________________________________________________________。
(5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)
_________________________________________________________________________
将浓缩后含CN-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN-的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题:
(1)乙中反应的离子方程式为__________________________________。
(2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN-的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______(填字母)。
a.饱和食盐水 b.饱和NaHCO3溶液 c.浓NaOH溶液 d.浓硫酸
(3)丁在实验中的作用是____________________________,装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。
(4)戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN-被处理的百分率等于________,请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________?简要说明可能的原因________________________________________________________。
(5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)
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(1)CN-+ClO-=CNO-+Cl- 2CNO-+2H+ +3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O
(2)a
(3)去除Cl2 防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度
(4)82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2;②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应;③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三点中任意答两点即可,每答对一点给1分,共2分)
(5)建议一:不将甲中溶液一次全部加入乙中,改为分次加入,控制CO2的产生速度;
建议二:乙中瓶塞改为三孔塞,增加的那个孔中插入一根导管到液面以下,反应结束后缓缓通入除去CO2的空气,使装置中滞留的CO2尽可能多的与Ca(OH)2反应。
建议三:将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量。等等(三点中任意答一点即可)
(2)a
(3)去除Cl2 防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度
(4)82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2;②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应;③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三点中任意答两点即可,每答对一点给1分,共2分)
(5)建议一:不将甲中溶液一次全部加入乙中,改为分次加入,控制CO2的产生速度;
建议二:乙中瓶塞改为三孔塞,增加的那个孔中插入一根导管到液面以下,反应结束后缓缓通入除去CO2的空气,使装置中滞留的CO2尽可能多的与Ca(OH)2反应。
建议三:将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量。等等(三点中任意答一点即可)
试题分析:(1)CN-与ClO-生成CNO-和Cl-。CNO-与ClO-酸性条件下生成N2、CO2、Cl-和H2O。
(2)除氯化氢气体不能用饱和碳酸氢钠溶液,因氯化氢与碳酸氢钠生成二氧化碳气体,增加了二氧化碳的量;不能用氢氧化钠溶液,因氢氧化钠溶液也能吸收二氧化碳气体;浓硫酸不能吸收氯化氢气体。a正确。
(3)灼热的铜网可除去氯气。澄清石灰水吸收二氧化碳气体,碱石灰吸收空气中的二氧化碳气体。
(4)由CN-~CNO-~CO2~CaCO3得n(CN-)=0.0082mol,混合溶液中CN-为0.01mol,所以CN-处理百分率为0.82。结果偏低的原因可能是二氧化碳气体残留在系统中没有完全反应、二氧化碳气体产生速率快,来不及与澄清石灰水完全反应、澄清石灰水与氯化氢或氯气发生了反应等。
(5)建议一:将甲中溶液缓慢滴加入乙中,控制二氧化碳气体产生的速率;建议二:将乙中增加一导管,实验结束后从左端鼓入不含二氧化碳气体的空气,使系统中二氧化碳气体完全被澄清石灰水吸收。建议三:将澄清石灰水改为NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量等。
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