Question

电镀铜厂有两种废水，一种废水中含有CN^-离子，另一种废水中含有Cr₂O₇^2-离子．某电镀铜厂拟定了如图所示的废水处理流程．

请根据图示回答以下问题：
（1）电镀铜时阳极材料是

 

，电极反应式为

 

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（2）上述处理废水的流程①～④中涉及到氧化还原反应是（填序号）

 

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（3）②中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因

 

．
（4）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为

 

．
（5）④中反应时，每0.4mol Cr₂O₇^2-转移2.4mol的电子，该反应的离子方程式为

 

．
（6）取少量待检水样于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少，请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）根据电镀原理分析判断；
（2）找出每一个流程发生的反应，根据氧化还原反应一定有元素化合价的变化分析判断；
（3）利用盐的水解来分析盐溶液显碱性的原因；
（4）CN^-离子具有还原性、NaClO具有氧化性，利用氧化还原来分析，并注意无气体生成来判断生成物；
（5）利用每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子来计算被还原后Cr元素的化合价，再书写离子方程式；
（6）根据铜离子与氢氧根离子反应生成沉淀及沉淀的转化来分析．

解答： 解：（1）电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，所以阳极材料是纯铜，电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案为：纯铜； Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）在流程②中发生的化学反应方程式CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-中存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应，在流程④中发生的化学反应方程式3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O中S元素由+2价变化到+6价，Cr元素由+6价变化到+3价，属于氧化还原反应；
故答案为：②④；
（3）NaClO溶液呈碱性，是因次氯酸根离子水解生成氢氧根离子导致的，则离子反应为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
故答案为：ClO ^-+H₂O?HClO+OH^-；
（4）碱性条件下，CN^-离子与NaClO发生氧化还原反应，无气体放出，则生成CNO^-、Cl^-离子，离子反应为CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案为：CN^-+ClO^-=CNO^-+Cl^-；
（5）每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子，设还原后Cr元素的化合价为x，则0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，则离子反应为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（6）待检水样中还有Cu²⁺，加碱发生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更难溶，则发生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq）．
故答案为：待检水样中还有Cu²⁺，Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓  Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）=CuS（s）+2OH^-（aq），CuS比Cu（OH）₂更难溶．

点评：本题考查了电解原理、氧化还原反应，注重了化学与实际生产的联系，学生应学会利用物质的性质、元素的化合价、电子守恒等来解答．