Question

12．世间万物都有它的两面性，氰化钠（NaCN）是一种重要的化工原料，常用于化学合成、冶金工业等，应用不当，也会引起严重的后果．
（1）工业上可用纯碱、焦炭、氨气在高温下反应可以制取NaCN，写出反应的化学方程式Na₂CO₃+C+2NH₃=2NaCN+3H₂O．
（2）工业利用NaCN制备蓝色染料的流程如下：

通入Cl₂时发生反应的离子方程式为_2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-_，该蓝色染料的化学式为Fe₃[Fe（CN）₆]₂．
（3）现代采金技术先以NaCN溶液在自然环境中浸取粉碎的含金（Au）矿石，得到Na[Au（CN）₂]（二氰合金酸钠）溶液，再用锌还原Na[Au（CN）₂]生成金．浸取过程的氧化剂是O₂．
（4）上述方法的主要缺点是容易引起水体污染．天津“8.12“爆炸中扩散的CN^-也造成了部分水体污染．某小组欲检测污水中CN^-的浓度．
资料：碱性条件下发生离子反应：2CN^-+5H₂O₂+2OH^-=2CO₃^2-+N₂+6H₂O
实验装置如图（其中加热、夹持装置省略）．（不考虑污水中其它离子反应）

①加入药品之前的操作是检查装置气密性；B的名称是三颈瓶，C中试剂是浓H₂S0₄．
②实验步骤如下：

步骤1	关闭K1，打开K2，滴入足量H2O2溶液，对B加热．充分反应后，停止加热．
步骤2	冷却后，用注射器穿过B装置的胶塞注入稀H2S04溶液．
步骤3	打开K1，通入N2．

③为了使检测更加准确，上述（2）中操作要特别注意一些事项．请写出至少一条加稀H₂S0₄时要缓慢注入（要缓慢通人N₂或给B加热时温度不能过高或加入稀H₂SO₄，要足量）；．
（5）常温下HCN的电离常数Ka=6.2×10^-10，浓度均为0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显碱（填“酸”、“碱”或“中”）性，通过计算说明其原因K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性．

Answer 1

分析 （1）根据元素守恒可知，纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN，同时会生成水；
（2）根据工业流程可知，NaCN与FeSO₄反应生成Fe（CN）₂白色沉淀，Fe（CN）₂继续与NaCN溶液反应生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯气氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]与硫酸亚铁反应生成蓝色染料为Fe₃[Fe（CN）₆]₂，据此答题；
（3）以NaCN溶液在自然环境中浸取粉碎的含金（Au）矿石，得到 Na[Au（CN）₂]（二氰合金酸钠）溶液，再用锌还原 Na[Au（CN）₂]生成金，根据元素的化合价的变化可知，NaCN中各元素的化合价没有变，是空气中的氧气氧化了金；
（4）本实验是利用在碱性条件下双氧水将CN^-氧化成碳酸根离子，再用稀硫酸与碳酸根反应生成二氧化碳，用碱石灰吸收生成的二氧化碳，根据装有碱石灰的干燥管的质量的变化确定二氧化碳的质量，根据碳元素守恒可计算出的物质的量，进而确定浓度，在实验过程中为准确测量二氧化碳的质量，要排除空气中的二氧化碳的干扰，以及要把装置产生的二氧化碳让碱石灰充分吸收，所以要在装置里通入氮气，
①由于该实验是有气体参与反应的，所以实验开始前要检查装置气密性；从B装置三颈瓶中出来的气体中有水蒸气，能被碱石灰吸收，会对实验结果产生影响，所以气体要干燥；
②在加过双氧后，要关闭K₂，再向B中加足量的稀硫酸，与碳酸根离子反应；
③为了使二氧化碳能充分被碱石灰吸收，加稀H₂S0₄时要缓慢注入（要缓慢通人N₂或给B加热时温度不能过高或加入稀H₂SO₄，要足量）；
（5）根据工业流程可知，NaCN与FeSO₄反应生成Fe（CN）₂白色沉淀，Fe（CN）₂继续与NaCN溶液反应生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯气氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]与硫酸亚铁反应生成蓝色染料为Fe₃[Fe（CN）₆]₂，据此答题；

解答 解：（1）根据元素守恒可知，纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN，同时会生成水，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+C+2NH₃=2NaCN+3H₂O，
故答案为：Na₂CO₃+C+2NH₃=2NaCN+3H₂O；
（2）据工业流程可知，NaCN与FeSO₄反应生成Fe（CN）₂白色沉淀，Fe（CN）₂继续与NaCN溶液反应生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯气氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，反应的离子方程式为2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-，Na₃[Fe（CN）₆]与硫酸亚铁反应生成蓝色染料为Fe₃[Fe（CN）₆]₂，
故答案为：2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-；Fe₃[Fe（CN）₆]₂；
（3）根据题意可知，NaCN溶液与Au以及空气中的氧气反应，Na[Au（CN）₂]（ 二氰合金酸钠）溶液，反应的化学方程式为4Au+8NaCN+2H₂ O+O₂=4Na[Au（CN）₂]+4NaOH，所以氧化剂是氧气，故答案为：O₂；
（4）①由于该实验是有气体参与反应的，所以实验开始前要检查装置气密性，从B装置三颈瓶中出来的气体中有水蒸气，能被碱石灰吸收，会对实验结果产生影响，所以气体要干燥，所以C中试剂是浓H₂S0₄，
故答案为：检查装置气密性；三颈瓶；浓H₂S0₄；
②在加过双氧后，要关闭K₂，再向B中加足量的稀硫酸，与碳酸根离子反应，
故答案为：关闭K₂；稀H₂S0₄；
③为了使二氧化碳能充分被碱石灰吸收，加稀H₂S0₄时要缓慢注入（要缓慢通人N₂或给B加热时温度不能过高或加入稀H₂SO₄，要足量），
故答案为：加稀H₂S0₄时要缓慢注入（要缓慢通人N₂或给B加热时温度不能过高或加入稀H₂SO₄，要足量）；
（5）根据K_h=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$可知，K_h=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（HCN）c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性，
故答案为：碱；K_h=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性；

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意根据流程图把握实验的原理和操作方法，注意运用电子守恒进行计算，难度中等．