Question

1．亚铁氰化钾（K₄Fe（CN）₆，黄血盐）在化学实验、电镀、食品添加剂及医学上有广泛用途．还可用于冶疗铊（Tl）中毒，烧制青花瓷时可用于绘画等．已知HCN是一种极弱的酸．现有一种用含NaCN废水合成黄血盐的主要工艺流程如图：
（1）实验室用NaCN固体配制NaCN溶液时，应先将其溶于NaOH溶液，再用蒸馏水稀释．
（2）流程中经过滤、洗涤、干燥后得到K4[Fe（CN）₆]．过滤实验中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台．
（3）流程图中加入碳酸钠溶液的主要目的是除去其中的Ca²⁺．
（4）烧制青花瓷时，瓷器表面的暗红色涉及辉铜矿制取铜的反应．其过程如下：
2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
2Cu2O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ/mol
则由Cu₂S与O₂加热反应生成Cu的热化学方程式为Cu₂S（s）+O₂（g）=）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-652.2KJ/mol．
（5）工业上常用草酸（H₂C₂O₄）来洗涤反应后的转化罐，草酸也可以用于制备高档香料乙醛酸（H₂C₂O₃），装置如图2所示，写出复合膜电极的电极反应式HOOCCOOH+2H⁺+2e^-═OHCCOOH+H₂O．
（6）环保局对某电镀厂排放的NaCN溶液，进行检测．取NaCN废液1L，浓缩到20mL，加入适量硫酸酸化，用滴定管加入过量的0.10mol/L的H₂O₂共计15mL，产生两种无毒气体，请写出该离子反应方程式2H⁺+2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O；
再用0.02mol/L的酸性KMnO4溶液滴定过程的H₂O₂，实验测得消耗KMnO₄溶液的平均值为10.00mL，该废水NaCN的浓度为0.98g/L．（已知废水中的杂质不参与反应）

Answer 1

分析 实验目的是合成黄血盐，由流程可知，NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙，发生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca²⁺，经过滤后在滤液中加入KCl可转化生成K₄[Fe（CN）₆，说明K₄[Fe（CN）₆溶解度较小，
（1）NaCN为强碱弱酸盐，溶液中CN^-离子水解溶液呈碱性，NaCN水解呈碱性的离子方程式为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，为抑制水解，在配制溶液时可将其溶解在氢氧化钠溶液中；
（2）依据过滤装置选择所需玻璃仪器；
（3）反应器中加入氯化钙，需要加入碳酸钠除去；
（4）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ/mol
依据盖斯定律计算（①+②）×$\frac{1}{3}$得到由Cu₂S与O₂加热反应生成Cu的热化学方程式；
（5）草酸（HOOCCOOH）在阴极上得电子生成OHCCOOH，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，电池总反应为2HOOCCOOH═2OHCCOOH+O₂↑；
（6）取NaCN废液1L，浓缩到20mL，加入适量硫酸酸化得到的氰化氢与双氧水反应生成两种无毒气体为氮气和二氧化碳，依据原子守恒书写化学方程式；高锰酸钾溶液氧化过氧化氢生成氧气，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，计算剩余过氧化氢，得到与NaCN反应的过氧化氢来计算NaCN物质的量，计算得到溶液浓度．

解答 解：实验目的是合成黄血盐，由流程可知，NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙，发生6NaCN+FeSO₄+CaCl₂=Na₄[Fe（CN）₆+CaSO₄↓+2NaCl，然后加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca²⁺，经过滤后在滤液中加入KCl可转化生成K₄[Fe（CN）₆，说明K₄[Fe（CN）₆溶解度较小，
（1）NaCN为强碱弱酸盐，溶液中CN^-离子水解溶液呈碱性，NaCN水解呈碱性的离子方程式为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-，为抑制水解，在配制溶液时可将其溶解在氢氧化钠溶液中，在加水稀释，
故答案为：NaOH；
（2）流程中经过滤、洗涤、干燥后得到K4[Fe（CN）₆]．过滤实验中使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，故答案为：漏斗；
（3）反应器中加入氯化钙，加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca²⁺，
故答案为：除去其中的Ca²⁺；
（4）①2Cu₂S（s）+3O₂（g）=2Cu₂O（s）+2SO₂（g）△H=-768.2kJ/mol
②2Cu₂O（s）+Cu₂S（s）=6Cu（s）+SO₂（g）△H=+116.0kJ/mol
依据盖斯定律计算（①+②）×$\frac{1}{3}$得到由Cu₂S与O₂加热反应生成Cu的热化学方程式为：Cu₂S（s）+O₂（g）=）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-652.2KJ/mol，
故答案为：Cu₂S（s）+O₂（g）=）=2Cu（s）+SO₂（g）△H=-652.2KJ/mol；
（5）草酸（HOOCCOOH）在阴极上得电子生成OHCCOOH，阴极反应式为：HOOCCOOH+2H⁺+2e^-═OHCCOOH+H₂O，
故答案为：HOOCCOOH+2H⁺OHCCOOH+H₂O；
（6）取NaCN废液1L，浓缩到20mL，加入适量硫酸酸化得到的氰化氢与双氧水反应生成两种无毒气体为氮气和二氧化碳，反应的离子方程式为：2H⁺+2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O，再用0.02mol/L的酸性KMnO₄溶液滴定过程的H₂O₂，实验测得消耗KMnO₄溶液的平均值为10.00mL，反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
              2       5
 0.02mol/L×0.010L    n
n=0.0005mol，
与NaCN反应的过氧化氢物质的量=0.10mol/L×0.015L-0.0005mol=0.001mol
    2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O
     2     5
n（NaCN）    0.001mol
n（NaCN）=0.0004mol，
该废水NaCN的浓度=$\frac{0.0004mol×49g/mol}{0.020L}$=0.98g/L
故答案为：2H⁺+2CN^-+5H₂O₂=N₂+2CO₂+6H₂O；0.98．

点评 本题考查了热化学方程式书写、盐类水解的原理分析、电解池电极反应、滴定实验的计算分析、离子方程式书写等知识点，题目难度中等．