Question

【題目】某工業廢水中含有CN－和Cr2O72－等離子，需經污水處理達標后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進行處理，回答下列問題：

（1）步驟②中，CN－被ClO－氧化為CNO－的離子方程式為：_________________。

（2）步驟③的反應為S2O32－＋Cr2O72－＋H＋―→SO42－＋Cr3＋＋H2O(未配平)，則每消耗0.4 mol Cr2O72－轉移________mol e－。

（3）含Cr3＋廢水可以加入熟石灰進一步處理，目的是_________________。

（4）在25 ℃下，將a mol·L－1的NaCN溶液與0.01 mol·L－1的鹽酸等體積混合，反應后測得溶液pH＝7，則a__________0.01(填“＞”、“＜”或“＝”)；用含a的代數式表示HCN的電離常數Ka＝______________________。

（5）取工業廢水水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍色沉淀生成，繼續加至不再產生藍色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，藍色沉淀轉化成黑色沉淀。該過程中反應的離子方程是：___________________，___________________。

Answer 1

【答案】（1）CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－；（2）2.4

（3）調節廢水pH，使其轉化成Cr(OH)3沉淀除去(其它合理答案均給分)

（4）＞；(100a－1)×10－7 mol·L－1；

（5）Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓；Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)===CuS(s)＋2OH－(aq)(不注明狀態也可)

【解析】

試題分析：由流程可知，CN-廢水調整溶液pH加入NaClO溶液，氧化CN-離子反應生成CNO-的廢水，含Cr2O72-的廢水調整溶液pH加入Na2S2O3發生氧化還原反應得到含硫酸根離子的廢水，處理的廢水繼續處理得到待測水樣。

（1）堿性條件下，CN-離子與NaClO發生氧化還原反應生成CNO-、Cl-離子，離子反應為：CN-+ClO-═CNO-+Cl-，故答案為：CN-+ClO-═CNO-+Cl-；

（2）根據0.4 mol Cr2O72-等轉化為Cr3+，鉻元素化合價降低3價，0.4molCr2O72-共得到了0.4×(2×3)mol=2.4mol，故答案為：2.4；

（3）含Cr3+廢水可以加入熟石灰進一步處理，目的是調節廢水pH，使其轉化成Cr(OH)3沉淀除去，故答案為：調節廢水pH，使其轉化成Cr(OH)3沉淀除去；

（4）由于反應后測得溶液pH=7，當a=0.01時，恰好反應，生成了氰化氫溶液，溶液顯示酸性，則氰化鈉應該多些，故a＞0.01； 由電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-)及pH=7，可知c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1，c(CN-)=c(Na+)-c(Cl-)=mol/L-mol/L，再根據物料守恒：c(CN-)+c(HCN)=c(Na+)=mol/L；Ka﹦==(100a-1)×10-7 molL-1；故答案為：＞；(100a-1)×10-7 molL-1；

（5）藍色沉淀為Cu(OH)2，CuS(s)比Cu(OH)2(s)更難溶，發生了沉淀的轉化，涉及的離子反應方程式為Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓、Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq)，故答案為：Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓；Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq)。