Question

某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN^-离子，另一种废水中含有Cr₂O₇^2-离子．该厂拟定如图所示的废水处理流程．

回答以下问题：
（1）上述处理废水的流程中主要使用的方法是

 

．
（2）②中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因

 

．
（3）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为

 

．
（4）③中反应时，每0.4mol Cr₂O₇^2-转移2.4mol e^-，该反应的离子方程式为

 

．
（5）取少量待检水样于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少．待检水样中还有

 

，判定原因

 

，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：（1）由转化图及图中的物质可知，NaClO、Cr₂O₇^2-离子都具有氧化性，则实现离子的转化是利用氧化还原反应实现的；
（2）利用盐的水解来分析盐溶液显碱性的原因；
（3）CN^-离子具有还原性、NaClO具有氧化性，利用氧化还原来分析，并注意无气体生成来判断生成物；
（4）利用每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子来计算被还原后Cr元素的化合价，再书写离子方程式；
（5）根据铜离子与氢氧根离子反应生成沉淀及沉淀的转化来分析．

解答： 解：根据题目流程知道：废水处理过程中，调节pH，可以发生反应：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-，3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，含有CNO^-和SO₄²的水样继续处理即可得到待检水样．
（1）由图可知，将废水中的离子实现上述转化时，利用了氧化还原反应，则主要使用的方法为氧化还原法，故答案为：氧化还原法；
（2）NaClO溶液呈碱性，是因次氯酸根离子水解生成氢氧根离子导致的，则离子反应为ClO^-+H₂OHClO+OH^-，故答案为：ClO^-+H₂OHClO+OH^-；  
（3）碱性条件下，CN^-离子与NaClO发生氧化还原反应，无气体放出，则生成CNO^-、Cl^-离子，离子反应为CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-，故答案为：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（4）每0.4molCr₂O₇^2-转移2.4mol的电子，设还原后Cr元素的化合价为x，则0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，则离子反应为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，
故答案为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（5）因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀，Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，CuS比Cu（OH）₂更难溶，则加入Na₂S溶液能发生沉淀的转化，Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq），
故答案为：Cu²⁺；Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）=CuS （s）+2OH^-（aq）；CuS比Cu（OH）₂更难溶（或溶解度更小）．

点评：本题是一道注重了化学与实际生产的联系的综合知识题，考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，涉及实验操作，氧化还原反应等，明确该反应中的生成物是解本题关键，结合原子守恒、转移电子守恒来分析解答，题目难度中等．本题考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，注重了化学与实际生产的联系，学生应学会利用物质的性质、元素的化合价、电子守恒等来解答．