Question

5．电镀废水中常含有NaCN，工业上规定其含量低于0.5mg/L才可排放，对NaCN超标的废水可用两段氧化法处理：

己知：HCN的酸性比碳酸的酸性弱，有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同．
请回答下列问题：
（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气．反应中，欲使1mol NaCN变为NaOCN，则需要氧化剂NaClO至少为1mol．
（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式：2OCN^-+3C1O^-=CO₂↑+CO₃^2-+3Cl^-+N₂↑．反应中被氧化的元素是氮．
（3）处理10m³含NaCN 10.3mg/L的废水，实际至少需NaClO1490g（实际用量应为理论值的4倍），才能使废水中NaCN含量达到排放标准．

Answer 1

分析 （1））NaCN易与酸发生反应生成HCN，而HCN有剧毒，故应该使溶液的pH呈碱性；NaCN与NaClO反应生成NaOCN和NaCl，根据反应方程式计算；
（2）反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价，得到2个电子．N元素化合价从-3价升高到0价，失去3个电子，结合氧化还原反应中化合价升降相等配平；
（3）参加反应的NaCN为$\frac{100（10.3-0.5）g}{49g/mol}$=20mol，反应中C由+2价升高到+4价，N元素化合价从-3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，利用电子守恒计算．

解答 解：（1）NaCN易与酸反应生成HCN，为防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性；NaCN与NaClO反应生成NaOCN和NaCl，其反应方程式为：NaCN+NaClO=NaOCN+NaCl，所以欲使1molNaCN变为NaOCN，则需要氧化剂NaClO为1mol；
故答案为：碱性；防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气；1；
（2）反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价，得到2个电子．N元素化合价从-3价升高到0价，失去3个电子，则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2：3，反应的离子方程式为：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑，氮元素被氧化．
故答案为：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑；氮；
（3）参加反应的NaCN是：$\frac{100（10.3-0.5）g}{49g/mol}$=20mol，反应中C由+2价升高到+4价，N元素化合价从-3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，所以处理100 m³含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO的质量为：$\frac{20mol×5}{2}$×74.5g/mol×4=1490g，
故答案为：1490．

点评 本题考查了氧化还原反应方程式书写、计算等，题目难度中等，明确氧化还原反应的实质及配平原则为解答关键，试题知识点较多，充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力．