Question

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

回答以下问题：
（1）电镀铜时的阳极材料是粗铜，电极反应式为Cu-2e^-═Cu²⁺．
（2）上述处理废水的流程中主要使用的方法是氧化还原法．
（3）②中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
（4）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-．
（5）③中反应时，每0.4mol Cr₂O₇^2-转移2.4mol e^-，该反应的离子方程式为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O．
（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）．

Answer 1

分析 （1）电镀铜时粗铜作阳极，待镀层作阴极，阳极发生氧化反应；
（2）由转化图及图中的物质可知，NaClO、Cr₂O₇^2-离子都具有氧化性，则实现离子的转化是利用氧化还原反应实现的；
（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）电镀铜时，待镀层作阴极，粗铜为阳极，在阳极上失去电子发生氧化反应：Cu-2e^-═Cu²⁺，故答案为：粗铜；Cu-2e^-═Cu²⁺；
（2）由图可知，将废水中的离子实现上述转化时，利用了氧化还原反应，则主要使用的方法为氧化还原法，故答案为：氧化还原法；
（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）因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀，CuS比Cu（OH）₂更难溶，则加入Na₂S溶液能发生沉淀的转化，离子反应为Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq），
故答案为：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）．

点评 本题考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，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，题目难度中等．