Question

4．2015年8月12日，天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠、亚硝酸钠等，氰化钠毒性很强，遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体．氰化氢的沸点只有26℃，因此相当容易挥发进入空气，这就大大增加了中毒的风险．同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸．回答下列问题
（1）写出氰化钠遇水产生氰化氢的离子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-．
（2）爆炸现场约700吨的氰化钠大约需要900吨的双氧水来处理．氰化钠与双氧水相遇后，会释放出氨气同时析出白色晶体，使得氰化钠的毒性大大降低，写出氰化钠与双氧水反应的化学方程式NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑．
  （3）爆炸残留在废水中的CN^-可以用Cr₂O₇^2-处理，拟定下列流程进行废水处理，
     1）上述处理废水流程中主要使用的方法是d；
      a．混 凝法   b．中和法    c．沉淀法   d．氧化还原法
    2）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
    3）步骤③中，每处理0.4 molCr₂O₇^2-时转移电子2.4 mol，该反应的离子方程式为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
    4）处理酸性Cr₂O₇^2-废水多采用铁氧磁体法．该法是向废水中加入FeSO₄ •7H₂O将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，调节pH，Fe、Cr转化成相当于Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅡCr_（2-x）^Ⅲ]O₄ （铁氧磁体，右上角的罗马数字表示该元素的化合价）的沉淀．处理1 mol Cr₂O₇^2-，需加入amol FeSO₄ •7H₂O，下列结论正确的是D．
      A．x=0.5，a=6    B．x=0.5，a=10        C．x=1.5，a=6       D．x=1.5，a=10．

Answer 1

分析 （1）氰化钠易发生水解产生氰化氢；
（2）氰化钠与双氧水反应生成氨气和碳酸氢钠；
（3）流程分析含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）从流程分析物质的转化关系和试剂选择分析所用方法；
2）碱性条件下，CN^-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO^-、Cl^-离子，据此写出离子方程式；
3）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；
4）根据氧化还原反应中得失电子数相等，再结合原子守恒进行计算．

解答 解：（1）氰化钠易发生水解产生氰化氢，方程式为CN^-+H₂O?HCN+OH^-，故答案为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化钠与双氧水反应生成氨气和碳酸氢钠，方程式为NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，故答案为：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑；
（3）流程分析含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）从流程看，CN^-转化为CNO^-，化合价升高被氧化剂氧化，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺化合价降低，故还原剂还原，故采用方法为氧化-还原法；
故答案为：d；
2）步骤②中，无气体放出，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^-，反应式为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
3）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；
4）处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，根据铬原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反应后生成 $\frac{2}{2-x}$molFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x•Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根据铁原子守恒得amol=$\frac{2（1+x）}{2-x}$mol①，该反应中得失电子数相等，1mol×2×3=$\frac{2}{2-x}$mol×（3-2）×x，解得x=1.5，将x=1.5代入①得a=10，
故答案为：D．

点评 本题考查物质的分离和提纯，为高频考点，涉及实验基本操作、氧化还原反应等知识点，明确流程图中化学反应原理、基本操作方法是解本题关键，难点是（4）的氧化还原反应的计算，题目难度中等．