Question

13．含CN^-的废水有剧毒，可用液氯在碱性条件下将其氧化成OCN^-，OCN^-再进一步被氧化为无毒物质．有关反应如下：
（1）KCN+2KOH+Cl₂→KOCN+2KCl+H₂O被氧化的元素是C．
（2）写出KOCN在KOH溶液中与氯气反应生成无毒物质的化学方程式：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O．
（3）某厂废水中含KCN，其浓度为650mg/L，该废水的密度为1g/mL．现用氯氧化法处理，该厂每日处理上述废水20t，使KCN完全转化为无毒物质，每天至少需液氯35.5 kg（保留到小数点后1位）．

Answer 1

分析 （1）该反应中，Cl元素化合价由0价变为-1价，C元素化合价由+2价变为+4价，据此判断被氧化的元素；
（2）反应中KOCN→N₂，N元素化合价由-3价升高为0价，共升高6价，Cl₂→KCl，Cl元素化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故N₂系数为1，Cl₂系数为3；
（3）计算废水中KCN的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算KCN的物质的量，使KCN完全转化为无毒物质，生成CO、N₂，整个过程中C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，Cl元素化合价由0价降低为-1价，根据电子转移守恒计算n（Cl₂），再根据m=nM计算需要氯气的质量．

解答 解：（1）反应中C元素化合价由KCN中+2价升高为KOCN中+4价，C元素被氧化，
故答案为：C；
（2）反应中KOCN→N₂，N元素化合价由-3价升高为0价，共升高6价，Cl₂→KCl，Cl元素化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故N₂系数为1，Cl₂系数为3，结合原子守恒配平其它物质的系数，平衡后方程式为：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O，
故答案为：2KOCN+4KOH+3Cl₂═2CO₂+N₂+6KCl+2H₂O．
（3）废水中KCN的质量为650mg/L×20×10³L=13×10³g，物质的量为$\frac{13000g}{65g/mol}$=200mol，使KCN完全转化为无毒物质，应生成CO、N₂，整个过程中C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，Cl元素化合价由0价降低为-1价，电子转移守恒可知2×n（Cl₂）=200mol×（4-2）+200mol×[0-（-3）]，解得n（Cl₂）=500mol，故需要氯气的质量为500mol×71g/mol=35500g=35.5kg，
故答案为：35.5．

点评 本题综合考查学生的分析能力和计算能力，注意把握元素化合价的判断，为解答该题的关键，结合电子得失守恒解答该题，难度中等．