题目内容

4．在氯氧化法处理含CN-的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化为无毒物质．
（1）某厂废水中含KCN，其浓度为650mg×L-1．现用氯氧化法处理，发生如下反应（其中N均为一3价、O均为-2价）：KCN+2KOH+Cl2═KOCN+2KCl+H2O
该反应中，被氧化的元素是C．
（2）投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气．请用单线桥法标出电子转移方向和数目：2KOCN+4KOH+3Cl2═2CO2↑+6KCl+2H2O
（3）若处理上述废水20.0L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯35.5g．
（4）P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是b．
a．NH3    b．HI    c．SO2    d．CO2
（5）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中-种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1：1．写出该反应的化学方程式：4KClO3$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO4．
（已知：氯元素最高化合价为+7价）

分析 （1）该反应中，Cl元素化合价由0价变为-1价，C元素化合价由+2价变为+4价，据此判断被氧化的元素；
（2）反应中KOCN→N2，N元素化合价由-3价升高为0价，共升高6价，Cl2→KCl，Cl元素化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故N2系数为1，Cl2系数为3，据此确定电子转移的情况；
（3）计算废水中KCN的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算KCN的物质的量，使KCN完全转化为无毒物质，生成CO、N2，整个过程中C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，Cl元素化合价由0价降低为-1价，根据电子转移守恒计算n（Cl2），再根据m=nM计算需要氯气的质量；
（4）浓硫酸具有强氧化性、酸性，P2O5是非氧化性干燥剂，然后结合各选项中气体的性质进行判断；
（5）根据题干信息判断该无氧酸盐为氯化钾，再根据化合价变化判断另一种无氧酸盐名称，最后根据化合价升降相等配平即可．

解答 解：（1）该反应中，Cl元素化合价由0价变为-1价，C元素化合价由+2价变为+4价，所以被氧化的元素是C元素，
故答案为：C；
（2）反应中KOCN→N2，N元素化合价由-3价升高为0价，共升高6价，Cl2→KCl，Cl元素化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故N2系数为1，Cl2系数为3，结合原子守恒配平其它物质的系数，平衡后方程式为：2KOCN+4KOH+3Cl2═2CO2+N2+6KCl+2H2O，电子转移为：，
故答案为：；
（3）废水中KCN的质量为650mg/L×20L=13000mg=13g，物质的量为n=$\frac{13g}{65g/mol}$=0.2mol，使KCN完全转化为无毒物质，应生成CO、N2，整个过程中C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，Cl元素化合价由0价降低为-1价，电子转移守恒可知2×n（Cl2）=0.2mol×（4-2）+0.2mol×[0-（-3）]，解得n（Cl2）=0.5mol，故需要氯气的质量为0.5mol×71g/mol=35.5g，
故答案为：35.5；
（4）浓硫酸具有强氧化性、酸性，不能干燥具有还原性、碱性的气体，
a．NH3为碱性气体，不能用浓硫酸和五氧化二磷干燥，可用碱石灰干燥，故a错误；
b．HI为还原性气体，不能利用浓硫酸干燥，可以利用P2O5干燥，故b正确；
c．二氧化硫为酸性气体，可以用浓硫酸、五氧化二磷或无水氯化钙干燥，故c错误；
d．二氧化碳为酸性气体，可以用浓硫酸、五氧化二磷或无水氯化钙干燥，故d错误；
故选b；
（5）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1：1，则该无氧酸为KCl，KCl中氯元素化合价为-1，说明氯酸钾中氯元素化合价降低，则另一种含氧酸盐中氯元素化合价会升高，由于氯酸钾中氯元素化合价为+5，则氯元素化合价升高只能被氧化成高氯酸钾，根据氧化还原反应中化合价升降相等配平该反应为：4KClO3$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO4，
故答案为：4KClO3$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$KCl+3KClO4．

点评 本题综合考查学生的分析能力和计算能力，为高频考点，注意把握元素化合价的判断，结合电子得失守恒为解答该题的关键，题目难度中等．

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