Question

8．氰化钠（NaCN）是重要的化工原料，常用于化学合成、冶金工业等．回答下列问题：
（1）可用纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN，同时还有水生成，写出反应的化学方程式，并标明电子转移的方向和数目；
（2）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（二氰合金酸钠）溶液，再用锌还原 Na生成金，“浸取”反应的还原产物是NaOH；
（3）如图1为用含NaCN的废水合成黄血盐（K₄Fe（CN）₆）的主要工艺流程如图：

已知相同温度下溶解度：Na₄Fe（CN）₆＞K₄Fe（CN）₆
①实验室用NaCN固体配制NaCN溶液时，应先将其溶于NaOH溶液，再用蒸馏水稀释．
②在转化罐中发生反应的化学方程式为Na₄[Fe（CN）₆+4KCl=4NaCl+K₄[Fe（CN）₆↓．
③加入碳酸钠溶液主要目的是除去过量的Ca²⁺．
④“操作”环节具体为过滤、洗涤、干燥．
（4）CN ^-可以造成水体污染，某小组用如下方法对此污水进行处理如图2装置模拟电化学法处理CN ^-，有关结果如表．

实验序号	电极（X）	NaCl溶液浓度（mol/L）	甲中石墨表面通人气体	电流计读数（A）
（1）	Fe	0．l	空气	I
（2）	Al	0.1	空气	1.5Ⅰ
（3）	Fe	0.1	02	2Ⅰ
（4）	Al	0.5	空气	1.6Ⅰ

①若乙池中石墨（I）极产生无毒无害的物质，其电极反应式为2CN^-+12OH^--10e^-=2CO₃^2-+N₂+6H₂O；
②该实验表明电化学法处理CN^-时，影响处理速率的因素有负极的金属材料、甲中电解质氯化钠的浓度以及氧气的浓度（任答两点）

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，根据化合价的变化确定电子转化方向和数目；
（2）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；
（3）本实验目的是合成黄血盐，由流程可知，NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙，发生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca²⁺，经过滤后在滤液中加入KCl可转化生成K₄[Fe（CN）₆]说明K₄[Fe（CN）₆溶解度较小，过滤、洗涤、干燥得到K₄[Fe（CN）₆，
①NaCN为强碱弱酸盐，溶液中CN^-离子水解溶液呈碱性，在配制溶液时抑制水解；
②在转化罐中加入KCl，Na₄[Fe（CN）₆可转化生成K₄[Fe（CN）₆]；
③反应器中加入氯化钙过量，需要加入碳酸钠除去；
④转化罐中的反应是Na₄[Fe（CN）₆可转化生成K₄[Fe（CN）₆]，K₄[Fe（CN）₆溶解度较小，过滤、洗涤、干燥得到K₄[Fe（CN）₆；
（4）①装置中阳极是发生氧化反应生成无毒无害的氮气和碳酸根离子；
②通过比较负极的金属材料和甲中电解质的浓度进行分析答题．

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，并用单线桥标明电子转移的方向和数目为，
故答案为：；
（2）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，还原产物为NaOH，
故答案为：NaOH；
（3）①NaCN为强碱弱酸盐，溶液中CN^-离子水解溶液呈碱性，NaCN水解呈碱性的离子方程式为CN^-+H₂O?HCN+OH^-，为抑制水解，在配制溶液时可将其溶解在氢氧化钠溶液中，在加水稀释，
故答案为：NaOH；
②在转化罐中加入KCl，Na₄[Fe（CN）₆可转化生成K₄[Fe（CN）₆]，反应的化学方程式为Na₄[Fe（CN）₆+4KCl=4NaCl+K₄[Fe（CN）₆↓，
故答案为：Na₄[Fe（CN）₆+4KCl=4NaCl+K₄[Fe（CN）₆↓；
③反应器中加入氯化钙，加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca²⁺，
故答案为：除去其中的Ca²⁺；
④转化罐中的反应是Na₄[Fe（CN）₆可转化生成K₄[Fe（CN）₆]，K₄[Fe（CN）₆溶解度较小，过滤、洗涤、干燥得到K₄[Fe（CN）₆，
故答案为：过滤、洗涤、干燥；
（4）①乙装置中阳极是发生氧化反应生成无毒无害的氮气和碳酸根离子，电极反应式为2CN^-+12OH^--10e^-=2CO₃^2-+N₂+6H₂O，
故答案为：2CN^-+12OH^--10e^-=2CO₃^2-+N₂+6H₂O；
②通过比较表中的数据可知，影响处理速率的因素有负极的金属材料、电解质的浓度以及氧气的浓度，
故答案为：负极的金属材料；甲中电解质氯化钠的浓度以及氧气的浓度．

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，难度中等，注意电解原理的分析、氧化还原反应的化合价的升降总数相等的计算等．