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7.8.12天津爆炸事故现场中的NaCN会进入水体,造成环境污染.氯氧化法可处理含CN-的废水,在碱性条件下,液氯将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐可进一步被液氯氧化为无毒物质.涉及反应如下(化合物中的N均为-3价):
①NaCN+2NaOH+Cl2=NaOCN+2NaCl+H2O
②NaOCN+NaOH+Cl2=CO2+N2+NaCl+H2O
(1)请配平反应②的化学方程式2NaOCN+4NaOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6NaCl+2H2O
(2)某废水中含NaCN,其浓度为490mg/L,现用氯氧化法处理.若处理该废水20L,使NaCN完全转化为无毒物质,至少需液氯35.5 g.

分析 NaOCN+NaOH+Cl2→CO2+N2+NaCl+H2O中,N元素化合价由-3价升高为0价,Cl元素化合价由0价降低为-1价,结合电子守恒及原子守恒配平;计算废水中NaCN的质量,再根据n=$\frac{m}{M}$计算NaCN的物质的量,由电子转移守恒计算n(Cl2),再根据m=nM计算需要氯气的质量.

解答 解:NaOCN+NaOH+Cl2→CO2+N2+NaCl+H2O中,N元素化合价由-3价升高为0价,Cl元素化合价由0价降低为-1价,由电子守恒及原子守恒可知,该反应为2NaOCN+4NaOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6NaCl+2H2O,废水中NaCN的质量0.49g/L×20L=9.8g,物质的量为n=$\frac{m}{M}$=$\frac{9.8g}{49g•mo{l}^{-1}}$=0.2mol,由NaCN+2NaOH+Cl2=NaOCN+2NaCl+H2O、2NaOCN+4NaOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6NaCl+2H2O可知,使NaCN完全转化为无毒物质,应生成CO、N2,整个过程中C元素化合价由+2价升高为+4价,N元素化合价由-3价升高为0价,Cl元素化合价由0价降低为-1价,遵循电子转移守恒,则2×n(Cl2)=0.2mol×(4-2)+0.2mol×[0-(-3)],解得n(Cl2)=0.5mol,故需要氯气的质量为0.5mol×71g/mol=35.5g,
故答案为:2NaOCN+4NaOH+3Cl2=2CO2+N2↑+6NaCl+2H2O;35.5.

点评 本题考查了环境污染及治理、氧化还原反应及计算,侧重高频考点的考查,注意题目中电子守恒的应用,综合性较强,题目难度中等.

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