Question

某研究小组模拟工业处理电镀含氰废水并测定处理的效率，利用如图所示装置进行实验．将CN^-的浓度为0.2mol?L^-1的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液（过量）置于装置②三颈烧瓶中，充分反应．打开分液漏斗活塞，滴入100mL稀H₂SO₄，关闭活塞．

已知装置②中发生的主要反应依次为：
CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3C1O^-═N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O
（1）①和⑥的作用是

 

．
（2）装置②中，生成需由装置③除去的物质的离子方程式为

 

．
（3）反应结束后，缓缓通入空气的目的是

 

．
（4）为计算该实验中含氰废水被处理的百分率，需要测定

 

的质量．
（5）已知CN^-的处理效率可高达90%，产生的CO₂在标准状况下的体积为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）实验的原理是利用CN^-+ClO^-═CNO+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，实验中应排除空气中二氧化碳的干扰；
（2）酸性条件下，次氯酸根离子和氯离子反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘单质；
（3）反应结束后，缓缓通入空气，可将生成的二氧化碳全部被吸收；
（4）通过测定氢氧化钡溶液的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率；
（5）根据处理的CN^-的物质的量，结合碳元素守恒可知被处理的CN^-的物质的量为n（CN^-）=n（CO₂），原溶液中CN^-的物质的量为0.1L×0.2mol/L=0.02mol，据此计算．

解答： 解：（1）实验的原理是利用CN^-+ClO^-═CNO+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，实验中应排除空气中二氧化碳的干扰，防止对装置⑤实验数据的测定产生干扰，装置①和⑥的作用是排除空气中二氧化碳对实验的干扰，
故答案为：排除空气中二氧化碳对实验的干扰；
（2）根据已知装置②中发生的主要反应依次为CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-、2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，可知溶液中有氯离子、氢离子和次氯酸根离子，酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气，产生的氯气用碘化钾吸收，所以发生的离子反应方程式为：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案为：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）反应后装置中残留二氧化碳，应继续通过将净化的空气，将装置内的残留的二氧化碳全部进入装置⑤，以减少实验误差，
故答案为：使装置中残留的二氧化碳全部进入装置⑤；
（4）通过测定氢氧化钡溶液的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，则需要测定装置⑤反应前后的质量，
故答案为：装置⑤反应前后质量；
（5）根据碳元素守恒可知被处理的CN^-的物质的量为n（CN^-）=n（CO₂）=0.02mol×90%=0.018mol，所以标准状况下的体积为0.018mol×22.4L/mol=0.4L，
故答案为：0.4L．

点评：本题综合考查物质含量的测定的实验设计，以氯气的性质为载体考查化学实验设计和评价问题，题目难度中等，注意把握实验原理和实验方法．