Question

某工业废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-等离子，需经处理达标后才能排放，污水处理厂拟用如图甲所示流程进行处理，回答下列问题：

（1）步骤②中，CN^-被ClO^-氧化为CNO^-的离子方程式为

 

（2）含Cr³⁺废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是

 

．
（3）在25℃下；将amol?L^-1的NaCN溶液与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7，则a

 

0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；溶液中从c（Na⁺）-c（CN^-）=

 

mol?L^-1．
（4）步骤③中所用Na₂S₂O₃溶液常用做标准溶液测定I₂在溶液中的含量，滴定操作中常选用

 

做指示剂．
（5）电解法也能将一定浓度的酸性废水中的Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，其原理如图乙所示：
①A为

 

极，阴极的电极反应式

 

．
②已知25℃时，Ksp[Cr（OH）₃]=5.0×10^-31，则Cr³⁺的水解平衡常数K_h

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验题

分析：含CN^-废水调整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-离子反应生成CNO^-的废水，含Cr₂O₇^2-的废水调整溶液PH加入Na₂S₂O₃发生氧化还原反应得到含硫酸根离子的废水，和含CNO^-的废水继续处理得当待测水样，
（1）步骤②中，CN^-被ClO^-氧化为CNO^-，则因为是在碱性环境中，故ClO^-只能被还原为Cl^-；
（2）加入熟石灰进一步处理，调节废水pH，使其转化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（3）反应后测得溶液pH=7，则可推知NaCN过量，根据电荷守恒和物料守恒即可计算出CN^-和HCN的浓度，结合电荷守恒、物料守恒解答；
（4）可用淀粉作指示剂；
（5）电解法也能将一定浓度的酸性废水中的Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，可用铁为阳极，生成具有还原性的Fe²⁺与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应，阴极生成氢气，结合溶度积和水的离子积计算水解常数．

解答： 解：含CN^-废水调整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-离子反应生成CNO^-的废水，含Cr₂O₇^2-的废水调整溶液PH加入Na₂S₂O₃发生氧化还原反应得到含硫酸根离子的废水，和含CNO^-的废水继续处理得当待测水样，
（1）碱性条件下，CN^-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO^-、Cl^-离子，离子反应为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（2）含Cr³⁺废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是调节废水pH，使其转化成Cr（OH）₃沉淀除去；
故答案为：调节废水pH，使其转化成Cr（OH）₃沉淀除去；
（3）将amol?L^-1的NaCN溶液与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，则混合后c（Cl^-）=0.005mol/L，
由于反应后测得溶液pH=7，当a=0.01时，恰好反应，生成了氰化氢溶液，溶液显示酸性，故氰化钠应该多些，故a＞0.01；
根据电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）+c（Cl^-），PH=7，则c（H⁺）=c（OH^-），所以c（Na⁺）=c（CN^-）+c（Cl^-），
则c（Na⁺）-c（CN^-）=c（Cl^-）=0.005mol/L，
故答案为：＞；0.005；
（4）因淀粉遇碘变蓝色，则可用淀粉作指示剂，达到滴定终点时，溶液变蓝色，故答案为：淀粉溶液；
（5）①电解法也能将一定浓度的酸性废水中的Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，可用铁为阳极，生成具有还原性的Fe²⁺与Cr₂O₇^2-发生氧化还原反应，则A为负极，阴极生成氢气，电极方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：负；2H⁺+2e^-=H₂↑；
②已知Ksp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）×c³（OH^-）=5.0×10^-31，又知c（H⁺）×c（OH^-）=1.0×10^-14，
Cr³⁺的水解方程式为Cr³⁺+3H₂O?Cr（OH）₃+3H⁺，则平衡常数K_h=

c3(H+)

c(Cr3+)

=

c3(H+)×c3(OH-)

c(Cr3+)×c3(OH-)

=

(1×10-14)3

5×10-31

=2×10^-12，
故答案为：2×10^-12．

点评：本题以工艺流程为载体，侧重化学基本概念、基本理论，考查了氧化还原反应及离子方程式的书写，水溶液中的离子平衡、离子浓度、电离常数、沉淀溶解平衡等电解质溶液的相关知识．考查学生的知识运用能力、灵活分析处理实际问题的能力．