Question

某研究小组模拟工业无隔膜电解法处理电镀含氰废水，进行以下有关实验．填写下列空白：
实验Ⅰ：制取次氯酸钠溶液．
用石墨做电极电解饱和氯化钠溶液制取次氯酸钠溶液，设计图1所示装置进行实验．

（1）电源中，a电极名称是

 

．
（2）反应时，生成次氯酸钠的离子方程式为

 

．
实验Ⅱ：测定含氰废水处理百分率．
利用所示装置（图2）进行实验．将CN^-的浓度为0.200 0mol?L^-1的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液（过量）置于装置②锥形瓶中充分反应．打开分液漏斗活塞，滴入100mL稀H₂SO₄，关闭活塞．
已知装置②中发生的主要反应依次为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-，2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O
（3）①和⑥的作用是

 

．
（4）装置②中，生成需由装置③除去的物质的离子方程式为

 

．
（5）反应结束后，缓缓通入空气的目的是

 

．
（6）为计算该实验中含氰废水被处理的百分率，需要测定

 

的质量．
（7）上述实验完成后，为了回收装置③中的CCl₄需要的操作是

 

．
（8）若要研究装置②中所加稀硫酸的最佳浓度，请设计利用该装置进行实验的记录表．
要求：①在进行理论判断后，将理论浓度作为第一组实验数据；②记录表要体现实验过程中的不变量、自变量、因变量；③可将提供的方框作为表的外边框使用．

Answer 1

分析：I．（1）a电极一侧有一根导气管，说明该电极产生氢气，说明连接a电极的电极为阴极，连接阴极的电极为原电池负极；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
II．（3）根据①⑥中试剂的性质和装置的位置判断；
（4）酸性条件下，次氯酸根离子和氯离子反应生成氯气，氯气具有强氧化性，能氧化碘离子生成碘单质；
（5）反应结束后，缓缓通入空气，可是生成的二氧化碳全部被吸收；
（6）通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率；
（7）回收装置③中的CCl₄需要分液、蒸馏操作；
（8）研究装置②中所加稀硫酸的最佳浓度，应在硫酸体积和NaClO体积相同的条件下用不同浓度的硫酸进行对照实验．

解答：解：I．（1）a电极一侧有一根导气管，说明该电极产生氢气，a连接的电极为阴极，则a为原电池负极，故答案为：负极；
（2）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子反应方程式为：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
II．（3）根据装置①⑥中试剂的性质和装置位置知，其作用为防止空气中二氧化碳对实验结果造成干扰，所以其作用是排除空气中的二氧化碳对实验的干扰，
故答案为：排除空气中的二氧化碳对实验的干扰；
（4）根据已知装置②中发生的主要反应依次为CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-、2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，可知溶液中有氯离子、氢离子和次氯酸根离子，酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气，产生的氯气用碘化钾吸收，所以发生的离子反应方程式为：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案为：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（5）反应后装置中残留二氧化碳，应继续通过将净化的空气，将装置内的残留的二氧化碳全部进入装置⑤，以减少实验误差，
故答案为：使装置中残留的二氧化碳全部进入装置⑤；
（6）通过测定碱石灰的质量的变化测得二氧化碳的质量，根据关系式计算含氰废水处理百分率，则需要测定装置⑤反应前后的质量，
故答案为：装置⑤反应前后质量或沉淀；
（7）四氯化碳不溶于水，可通过分液分离，然后蒸馏可得到，
故答案为：分液、蒸馏；
（8）研究装置②中所加稀硫酸的最佳浓度，应在硫酸体积和NaClO体积相同的条件下用不同浓度的硫酸进行对照实验，第1组硫酸的浓度可为0.100mol/L，然后改变硫酸的浓度，应该为第一组的倍数，
所以可以设计为：，
故答案为：．

点评：本题综合考查物质含量的测定的实验设计，以氯气的性质为载体考查化学实验设计和评价问题，题目难度中等，注意把握实验原理和实验方法．