Question

8．CN^-可以造成水体污染，某小组采用如下方法对污水进行处理如图1．

I．双氧水氧化法除NaCN
（1）NaCN的电子式为，用离子方程式表示NaCN溶液呈碱性的原因CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）碱性条件下加入H₂0₂除CN^-，可得到纯碱和一种无色无味的无毒气体，该反应的离子方程式为2CN^-+5H₂O₂+2OH^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O
Ⅱ．CN ^-和C_r20₇^2-联合废水处理法
（3）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为
（4）步骤③中，每处理0.4mol Cr₂0₇^2-，至少消耗Na₂S₂O₃0.3mol．
Ⅲ，电化学法处理CN ^-如2图装置模拟电化学法处理CN ^-，有关结果见表．

实验 序号	电极 （X）	NaCI溶液浓度 （mol/L）	甲中石墨表面通人气体	电流计读数 （A）
（1）	Fe	O．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

（5）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
（6）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、氧气的浓度．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）NaCN为离子化合物，CN^-中各原子均满足8电子稳定结构，存在C≡N键；NaCN为强碱若酸盐，水解呈碱性；
（2）氰化钠溶液的CN^-被双氧水氧化为HCO₃^-，同时放出NH₃；
Ⅱ、（3）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；
（4）根据发生反应的离子方程式进行计算；
（5）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；
（6）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：Ⅰ、（1）NaCN为离子化合物，CN^-中各原子均满足8电子稳定结构，存在C≡N键，电子式为，NaCN为强碱若酸盐，水解呈碱性，离子方程式为CN^-+H₂O?HCN+OH^-，故答案为：；CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）碱性气体为氨气，氰化钠溶液的CN^-被双氧水氧化为HCO₃^-，同时放出NH₃，反应的化学方程式为：2CN^-+5H₂O₂+2OH^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；
故答案为：2CN^-+5H₂O₂+2OH^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；
Ⅱ、（3）步骤中，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^-；
（4）离子反应为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，每0.4molCr₂O₇^2-反应，消耗Na₂S₂O₃的物质的量是0.3mol，故答案为：0.3mol；
（5）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；
（6）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 本题考查氧化还原反应的计算，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确流程图中化学反应原理、基本操作方法是解本题关键，难点氧化还原反应的计算，题目难度中等．