Question

根據環保要求，在處理有氰電鍍廢水時，劇毒的CN^－離子在催化劑TiO₂顆粒作用下，先用NaClO在堿性條件下將CN^－離子氧化成CNO^－（CN^－和CNO^－中N元素均為－3價），再在酸性條件下繼續與NaClO反應生成N₂、CO₂和Cl₂。環保工作人員在密閉系統中用下圖裝置進行實驗，測定CN^－被處理的百分率。

現將濃縮后含CN^－離子的污水與過量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN^－的濃度為0.2mol/L）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段時間后，打開橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關閉活塞。回答下列問題：

（1）根據題意，寫出有關主要反應的離子方程式：

甲中的反應：                                        

乙中的反應：                                        

（2）上述實驗是通過測定CO₂的量來確定對CN^－的處理效果。丙裝置中的試劑是                  ，丁裝置的目的是                     ；干燥管Ⅰ的作用是                    ，干燥管Ⅱ的作用是                    

（3）假定上述每一個裝置都充分吸收，則利用該裝置測得的CN^－被處理的百分率與實際值相比        （填：“偏高”或“偏低”），簡述可能的原因:                      

（4）若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g，則該實驗中測得CN^－被處理的百分率為         。

 

Answer 1

【答案】

（1）CN^－+ClO^－=CNO^－+Cl^―（2分）

2CNO^－+6ClO^―+8H^＋=N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O （2分）

（2）濃硫酸，  除去Cl₂ ， 吸收CO₂ （都1分）

防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入，干擾實驗（2分）

（3）偏低，（1分）裝置中殘留有CO₂未被完全吸收 （1分）

（4）80%（2分）

【解析】（1）由題目所給信息知：甲裝置中發生反應CN^－+ClO^－=CNO^－+Cl^―，乙裝置中生成氣體：2CNO^－+6ClO^―+8H^＋=N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；

（2）題目“是通過測定CO₂的量來確定對CN^－的處理效果”，結合所給儀器可知：丁裝置是吸收除氯氣，丙裝置中的濃硫酸吸水干燥，干燥管Ⅰ用來吸收生成的CO₂，而干燥管Ⅱ的作用是為了防止空氣中的CO₂、水蒸氣進入，引起誤差。

（3）由于裝置中殘留部分氣體，導致干燥管Ⅰ吸收的CO₂偏少，則由此計算出的“被處理CN^－”的量偏少

（4）由CN^－～CO₂可計算出被氧化的CN^－為0.032mol，其處理百分率為：=0.8