Question

【题目】氰化物在冶金等行业应用广泛，含氰废水的处理显得尤为重要．含氰废水中的氰化物常以[Fe（CN）6]3﹣和CN﹣的形式存在，工业上有多种废水处理方法．
（1）电解处理法
图1电源废水铁电极石墨电极
用图1所示装置处理含CN﹣废水时，控制溶液pH为9～10并加入NaCl，一定条件下电解，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为无害物质而除去．铁电极为（填“阴极”或“阳极”），阳极产生ClO﹣的电极反应为 ．
（2）UV（紫外光线的简称）﹣H2O2氧化法． 实验过程：取一定量含氰废水，调节pH，加入一定物质的量的H2O2 ， 置于UV工艺装置中，光照一定时间后取样分析．
【查阅资料】①在强碱性溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O，[Fe（CN）6]4﹣更稳定；
②[Fe（CN）6]3﹣转化为CN﹣容易被H2O2除去；
③HCN是有毒的弱酸，易挥发．
Ⅰ.废水中的CN一经以下反应实现转化：CN一+H2O2+H2O═A+NH3↑，则A是（用符号表示）．
Ⅱ.K3[Fe（CN）6]在中性溶液中有微弱水解，用方程式表示水解反应 ．
Ⅲ.含氰废水在不同pH下的除氰效果如图2所示，pH选择的最佳范围应为（a．7﹣10；b．10﹣11；c．11﹣13），解释选择该pH范围的原因 ．
Ⅳ.图3表示某pH时，加入不同量H2O2 ， 处理30min后测定的样品含氰浓度．由图可知：n（H2O2）：n（CN﹣）=250：1时，剩余总氰为0.16mgL﹣1 ， 除氰率达80%，计算0﹣30min时间段反应速率v（CN﹣）=mgL﹣1min﹣1（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

【答案】
（1）阴极；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O
（2）HCO3﹣；[Fe（CN）6]3﹣+3H2O?Fe（OH）3+3HCN+3CN﹣；b；碱性适中，有利于[Fe（CN）6]3﹣转变为CN﹣而被氧化；碱性太强，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后难以除去；碱性太弱[Fe（CN）6]3﹣难以水解释放出CN﹣（且水解产生少量HCN有毒）；0.021
【解析】解：（1）废水中含CN﹣ ， 控制溶液pH为9～10并加入NaCl，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化，说明溶液中的氯离子在阳极失去电子发生氧化反应，电极反应为：2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O，阴极是氢离子得电子产生氢气，铁是活性电极，在装置中只能作阴极，不参加反应，所以答案是：阴极；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O；（2）Ⅰ根据离子反应方程式CN﹣+H2O2+H2O═A+NH3↑可知，N化合价为﹣3价，反应前后不改变，只能是双氧水将C从+2介氧化到+4价，根据电荷守恒和原子守恒，A应是带一个负电荷的阴离子，且包含1个C，1个H，3个O，即HCO3﹣ ，
所以答案是：HCO3﹣；ⅡFe（OH）3是弱碱，HCN是弱酸，则K3[Fe（CN）6]在中性溶液中有Fe3+和CN﹣发生微弱水解，即[Fe（CN）6]3﹣+3H2OFe（OH）3+3HCN+3CN﹣ ，
所以答案是：[Fe（CN）6]3﹣+3H2OFe（OH）3+3HCN+3CN﹣；Ⅲ图2显示，PH在10﹣11时，除氰率超过80%，碱性适中，有利于[Fe（CN）6]3﹣转变为CN﹣而被氧化；碱性太强，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后难以除去；碱性太弱[Fe（CN）6]3﹣难以水解释放出CN﹣（且水解产生少量HCN有毒），
所以答案是：b；碱性适中，有利于[Fe（CN）6]3﹣转变为CN﹣而被氧化；碱性太强，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后难以除去；碱性太弱[Fe（CN）6]3﹣难以水解释放出CN﹣（且水解产生少量HCN有毒）；Ⅳ剩余总氰为0.16mgL﹣1 ， 除氰率达80%，则氰的总量为：0.16mgL﹣1÷（1﹣80%）=0.80mgL﹣1 ，
0﹣30分钟氰的改变量为：△c（CN﹣）=0.80mgL﹣1×80%=0.64mgL﹣1 ， v（CN﹣）= = =0.021mgL﹣1min﹣1 ，
所以答案是：0.021．