Question

处理含氰电镀废水时，可在催化剂TiO₂作用下，先NaC1O将CN^-离子氧化成CNO^-，再在酸性条件下继续：NaClO氧化成N₂和CO₂．环保工作人员在密闭系统中用下图装置模拟上述实验，并测定CN-被处理的百分率．将浓缩后含CN^-离子的污水与过NaClO溶液的混合液共200mL（其CN^-的浓度为0.05mol?L^-1）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞．

回答下列问题：
（1）乙中生成簧气体N₂和CO₂还有副产物HCl及C1₂等，上述实验是通过测定二氧化碳的量确定对CN^-的处理效果，据此完成下列问题．
①丙中加入的除杂试剂是

 

 （填字母）
A．饱和食盐水    B饱和NaHCO₃溶液  C．浓NaOH溶液    D．浓硫酸
②丁在实验中的作用是

 

（2）装有碱石灰的干燥管的作用是

 

．
（3）戊中盛有含Ca（OH）₂ 0.02mol的石灰水：若实验中戊中生成0.82g沉淀，则该实验中测得CN^-被处理的百分率等于

 

．若该测得值与实际处理的百分率相比偏低，请简要说明可能的任意一个原因

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,实验装置综合

专题：实验设计题

分析：由实验装置及实验原理可知，乙中的反应为酸性条件下CNO^-与NaClO反应生成N₂、CO₂和Cl₂．丙为除杂装置，测量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的质量确定对CN^-的处理，由于乙装置中产生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯气与水都能被碱石灰吸收，影响二氧化碳质量的测定．所以进入干燥管Ⅰ的气体应除去氯气与水，用浓硫酸吸水，用铜网除去氯气，同时应防止空气中的CO₂、水蒸气进入干燥管Ⅰ干扰实验．
（1）①丙中饱和食盐水除去混合气体中的氯化氢气体；
②铜网用来除去氯气；
（2）碱石灰作用是防止空气中的二氧化碳进入装置戊中；
（3）根据碳原子守恒，计算出被处理的CN^-的物质的量，再利用200mL（其中CN^-的浓度0.05mol/L）求出CN^-被处理的百分率；装置中残留有CO₂未被完全吸收，导致测定的二氧化碳质量偏低．

解答： 解：由实验装置及实验原理可知，乙中的反应为酸性条件下CNO^-与NaClO反应生成N₂、CO₂和Cl₂．丙为除杂装置，测量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的质量确定对CN^-的处理，由于乙装置中产生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯气与水都能被碱石灰吸收，影响二氧化碳质量的测定．所以进入干燥管Ⅰ的气体应除去氯气与水，用浓硫酸吸水，用铜网除去氯气，同时应防止空气中的CO₂、水蒸气进入干燥管Ⅰ干扰实验．
（1）①由上述分析可知，丙中饱和食盐水除去混合气体中的氯化氢气体，故答案为：A；
②丁装置中铜网用来除去氯气，故答案为：去除氯气；
（2）测定二氧化碳进入装置戊中生成沉淀的质量可测定CN^-的含量，则丁的作用为避免空气中的二氧化碳进入戊装置造成测定数据的干扰，用碱石灰吸收二氧化碳，
故答案为：防止空气中CO₂进入戊中影响测定准确度；
（3）200mL（其中CN^-的浓度0.05mol/L）混合液中含有的CN^-的物质的量是：0.2L×0.05mol/L=0.01mol，根据碳原子守恒，增多生成0.01mol二氧化碳，所以石灰水过量，生成的碳酸钙的物质的量是：0.0082mol，反应的CN^-的物质的量是0.0082mol，CN^-被处理的百分率为

0.0082mol

0.01mol

×100%=82%；
装置乙、丙、丁中可能滞留有CO₂，未被完全吸收，导致测定的二氧化碳质量偏低，测得的CN^-被处理的百分率与实际值相比偏低，
故答案为：82%；装置中残留有CO₂未被完全吸收．

点评：本题考查性质实验方案的设计及实验装置综合、含量测定等，为高频考点，把握理解实验原理为解答的关键，注意反应、计算及综合知识的应用，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．