6.生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应).
【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-两种形式存在.
②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计.
③[Fe(CN)6]3-较CN-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越稳定,越难被氧化.
【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如表对比实验:
(l)请完成以下实验设计表1(表中不要留空格)
表1
实验
序号
实验目的初始pH废水样品体积/mLCuSO4溶液的体积/mL双氧水溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL
为以下实验操作参考760101020
废水的初始pH对破氰反应速率的影响1260101020
双氧水的浓度对破氰反应速率的影响760102010
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN-表示)随时间变化关系如图所示.
(2)实验①中20~60min时间段反应速率:υ(CN-)=0.0175mol•L-1•min-1
(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能是初始pH增大,催化剂Cu2+会形成Cu(OH)2沉淀,影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)6]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)(填一点即可).在偏碱性条件下,含氰废水中的CN-最终被双氧水氧化为HCO3-,同时放出NH3,试写出该反应的离子方程式:CN-+H2O2+H2O═NH3↑+HCO3-
(4)该兴趣小组同学要探究Cu2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用,请你帮助他设计实验并验证上述结论,完成表2中内容.(己知:废水中的CN-浓度可用离子色谱仪测定)
表2
实验步骤(不要写出具体操作过程)预期实验现象和结论
 0  156112  156120  156126  156130  156136  156138  156142  156148  156150  156156  156162  156166  156168  156172  156178  156180  156186  156190  156192  156196  156198  156202  156204  156206  156207  156208  156210  156211  156212  156214  156216  156220  156222  156226  156228  156232  156238  156240  156246  156250  156252  156256  156262  156268  156270  156276  156280  156282  156288  156292  156298  156306  203614 

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