题目内容

11.2015年8月12日,天津滨海新区发生剧烈爆炸,造成多人死亡.据调查,瑞海公司出口量较大的危险品有NaCN、NaSCN、KClO3、Na、NaNO2等,使得现场营救工作困难重重,环境污染严重.NaCN常用于金银等贵重金属提炼和电镀等.
(1)NaCN中C元素的化合价为+2,工业上将金属钠和石油焦(主要成分为C)按一定比例加入反应器中,加热条件下通入氨气制备氰化钠.请写出化学方程式2Na+2C+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCN+3H2↑.
(2)金的提炼和电镀工艺流程如下:

①在浸取工艺中,研究人员发现若在操作Ⅰ中使用5%H2O2溶液代替空气可提高浸取率,请说明理由H2O2溶液为液态,与矿石混合更均匀,接触面积大,氧化充分.
若改用I2-NaI溶液进行浸取,将会得到含[AuI2]-溶液,采用电解法提炼金原理如上图,电解方程式为:2AuI2-═I3-+I-+2Au,则阳极电极反应式为3 I--2e-=I3-;交换膜为阴离子交换膜(填“阴”或“阳”)
②反应Ⅲ属于置换反应,请写出离子反应式Zn+2[Au(CN)2]-═[Zn(CN)4]2-+2Au.
(3)世界卫生组织规定饮用水中CN-限值为0.07mg/L.已知:Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-; 爆炸发生后,工作人员取附近居民区饮用水样品各10.00mL,进行三次测定CN-含量,平均消耗2×10-5mol/LAgNO3标准溶液12.50mL.由数据分析可知,该饮用水样品中CN-含量为1.3mg/L,则该饮用水中氰含量是(填“是”或“否”)超标.

分析 (1)NaCN中钠显+1价,氮显-3价,根据化合价代数和为0确定C元素的化合价,钠、C、氨气加热条件下制备氰化钠,根据元素守恒书写化学方程式;
(2)金矿在通入空气的条件下用氰化钠和氢氧化钠溶液浸取,空气中的氧气氧化金,生成含[Ag(CN)2]-的溶液,也可以用双氧水代替氧气,双氧水为液态,与矿石混合更均匀,接触面积大,氧化充分,将含[Ag(CN)2]-的溶液中用锌还原出金,若改用I2-NaI溶液进行浸取,将会得到含[AuI2]-溶液,采用电解法提炼金,则阴极上发生还原反应产生金,阳极上发生氧化反应生成碘单质,据此答题;
(3)2×10-5mol/LAgNO3标准溶液12.50mL含有AgNO3的物质的量为2.5×10-7mol,根据反应Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-;,可知10.00mL饮用水样品中含有的CN-的物质的量为1×10-6mol,据此计算浓度并确定是否超标.

解答 解:(1)NaCN中钠显+1价,氮显-3价,根据化合价代数和为0可生C元素的化合价为+2价,钠、C、氨气加热条件下制备氰化钠,反应的化学方程式为2Na+2C+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCN+3H2↑,
故答案为:+2;2Na+2C+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCN+3H2↑;
(2)金矿在通入空气的条件下用氰化钠和氢氧化钠溶液浸取,空气中的氧气氧化金,生成含[Ag(CN)2]-的溶液,也可以用双氧水代替氧气,双氧水为液态,与矿石混合更均匀,接触面积大,氧化充分,将含[Ag(CN)2]-的溶液中用锌还原出金,若改用I2-NaI溶液进行浸取,将会得到含[AuI2]-溶液,采用电解法提炼金,则阴极上发生还原反应产生金,阳极上发生氧化反应生成碘单质,
①根据上面的分析可知,用5%H2O2溶液代替空气可提高浸取率,是因为H2O2溶液为液态,与矿石混合更均匀,接触面积大,氧化充分,采用电解法提炼金中,阳极电极反应式为3 I--2e-=I3-,消耗 I-,阴极上生成金的同时产生I-,所以交换膜为阴离子交换膜,
故答案为:H2O2溶液为液态,与矿石混合更均匀,接触面积大,氧化充分;3 I--2e-=I3-;阴;
②反应Ⅲ属于置换反应,反应的离子反应式为Zn+2[Au(CN)2]-═[Zn(CN)4]2-+2Au,
故答案为:Zn+2[Au(CN)2]-═[Zn(CN)4]2-+2Au;
(3)2×10-5mol/LAgNO3标准溶液12.50mL含有AgNO3的物质的量为2.5×10-7mol,根据反应Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-;,可知10.00mL饮用水样品中含有的CN-的物质的量为1×10-6mol,所以饮用水样品中含有的CN-的浓度为1×10-4mol/L=1.3mg/L>0.07mg/L,所以该饮用水中氰含量是超标的,
故答案为:1.3;是.

点评 本题考查物质的分离与提纯方法的综合应用及制备实验方案的设计,题目难度中等,涉及化学计算、化合价和离子反应方程式的书写等知识,明确实验目的、实验原理为解答关键,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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