题目内容

8．NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl
（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN（Ki=6.3×10-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同．
完成下列填空：
（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性（选填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气．
（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式．2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑
（3）处理100m3含NaCN 10.3mg/L的废水，实际至少需NaClO14900g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5mg/L，达到排放标准．
（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似．（CN）2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN和H2O．
（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是3p；H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为H＜O＜N＜C＜Na．
（6）HCN是直线型分子，HCN是极性分子（选填“极性”或“非极性”）．HClO的电子式为．

分析 （1）NaCN易与酸反应生成HCN，而HCN有剧毒，故应该使溶液的pH呈碱性；
（2）反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价，得到2个电子．N元素化合价从-3价升高到0价，失去3个电子，结合氧化还原反应中化合价升降相等配平；
（3）参加反应的NaCN为$\frac{100×（10.3-0.5）}{49g/mol}$=20mol，反应中C由+2价升高到+4价，N元素化合价从-3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，利用电子守恒计算；
（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似，根据氯气与氢氧化钠溶液反应的原理分析（CN）2与NaOH溶液反应产物；
（5）氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，据此可知氯原子核外电子中能量最高的电子亚层；
原子的电子层越多，原子半径越大，电子层相同时，原子的核电荷数越大，原子半径越小，据此判断H、C、N、O、Na的原子半径大小；
（6）HCN是直线型分子，其正负电荷的重心不重合；HClO为共价化合物，分子中含有1个O-Cl键和个H-O键，据此写出其电子式．

解答 解：（1）NaCN易与酸反应生成HCN，为防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性，
故答案为：碱性；防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气；
（2）反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价，得到2个电子．N元素化合价从-3价升高到0价，失去3个电子，则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2：3，反应的离子方程式为：2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑，
故答案为：2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑；
（3）参加反应的NaCN是：$\frac{100×（10.3-0.5）}{49g/mol}$=20mol，反应中C由+2价升高到+4价，N元素化合价从-3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，所以处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO的质量为：$\frac{20mol×5}{2}$×74.5g/mol×4=14900g，
故答案为：14900；
（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似，根据氯气与氢氧化钠溶液反应的原理可知，（CN）2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN、和H2O，
故答案为：NaOCN；NaCN；
（5）氯原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，所以氯原子核外电子中能量最高的电子亚层为3p；
原子的电子层越多，原子半径越大，电子层相同时，原子的核电荷数越大，原子半径越小，则H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为：H＜O＜N＜C＜Na，
故答案为：3p；H＜O＜N＜C＜Na；
（6）HCN是直线型分子，由于正负电荷的重心不重合，则HCN为极性分子；HClO为共价化合物，分子中含有1个O-Cl键和个H-O键，其电子式为，
故答案为：极性；．

点评 本题考查了氧化还原反应方程式书写、计算、元素周期律等有关判断，题目难度中等，明确氧化还原反应的实质及配平原则为解答关键，试题知识点较多，充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力．

练习册系列答案
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