Question

6．2015年8月，天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠、亚硝酸钠、电石（主要成分为CaC₂）等，氰化钠毒性很强，遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体．同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸．回答下列问题：
（1）下列标志中，应贴在装有氰化钠容器上的是A

（2）写出NaCN的电子式．
（3）可用纯碱、焦炭、氨气反应制取NaCN，写出反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目．
（4）常温下HCN的电离常数Ka=6.2×10^-10，浓度均为0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显碱（填“酸”、“碱”或“中”）性，通过计算说明其原因K_h=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性．
（5）防化官兵将爆炸残留在废水中的CN^-和含有Cr₂O₇^2-废水进行无害处理，拟定下列流程进行废水处理，

①上述处理废水流程中主要使用的方法是d；
a．混凝法b．中和法    c．沉淀法d．氧化还原法
②步骤③中，每处理0.4mol Cr₂O₇^2-时转移电子2.4mol，该反应的离子方程式为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O
③处理酸性Cr₂O₇^2-废水多采用铁氧磁体法．该法是向废水中加入FeSO₄•7H₂O将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，调节pH，Fe、Cr转化成相当于Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅢCr_（2-x）^Ⅲ]O₄（铁氧磁体，罗马数字表示元素价态）的沉淀．处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入amol FeSO₄•7H₂O，下列结论正确的是D．
A．x=0.5，a=6   B．x=0.5，a=10        C．x=1.5，a=6      D．x=1.5，a=10．

Answer 1

分析 （1）NaCN是有剧毒的药品，据此选择；
（2）NaCN属于离子化合物，钠离子直接用离子符号表示，阴离子需要标出所带电荷及最外层电子；
（3）根据K_h=$\frac{c（HCN）×c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$计算出水解平衡常数，比较NaCN的水解平衡常数和HCN的电离平衡常数可判断溶液的酸碱性；
（4）根据工业流程可知，NaCN与FeSO₄反应生成Fe（CN）₂白色沉淀，Fe（CN）₂继续与NaCN溶液反应生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯气氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]与硫酸亚铁反应生成蓝色染料为Fe₃[Fe（CN）₆]₂，据此答题；
（5）流程分析含CN^-废水调整溶液PH加入NaClO溶液，氧化CN^-离子反应生成CNO^-的废水，含Cr₂O₇^2-的废水调整溶液PH加入Na₂S₂O₃发生氧化还原反应得到含硫酸根离子的废水，和含CNO^-的废水继续处理得当待测水样；
①从流程分析物质的转化关系和试剂选择分析所用方法；
②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；
③根据氧化还原反应中得失电子数相等，再结合原子守恒进行计算．

解答 解：（1）NaCN是有剧毒的药品，应贴在装有氰化钠容器上的是剧毒标志，
故答案为：A；
（2）NaCN为离子化合物，电子式为，
故答案为：；
（3）根据元素守恒可知，纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN，同时会生成水，反应的化学方程式，并用单线桥标明电 子转移的方向和数目为，
故答案为：；
（4）根据K_h=$\frac{c（HCN）×c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$可知，K_h=$\frac{c（HCN）×c（O{H}^{-}）}{c（C{N}^{-}）}$=$\frac{c（HCN）•c（O{H}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（C{N}^{-}）•c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性，
故答案为：碱；K_h=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性；
（5）①从流程看，CN^-转化为CNO^-，化合价升高被氧化剂氧化，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺化合价降低，故还原剂还原，故采用方法为氧化还原法；
故答案为：d；
②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；
③处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，根据铬原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反应后生成 $\frac{2}{2-x}$molFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x•Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根据铁原子守恒得amol=$\frac{2（1+x）}{2-x}$mol①，该反应中得失电子数相等，1mol×2×3=$\frac{2}{2-x}$mol×（3-2）×x，解得x=1.5，将x=1.5代入①得a=10，
故答案为：D．

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高考常见题型，注意根据流程图把握实验的原理和操作方法，注意运用电子守恒进行计算，难度中等．