Question

5．電鍍廢水中常含有NaCN，工業(yè)上規(guī)定其含量低于0.5mg/L才可排放，對(duì)NaCN超標(biāo)的廢水可用兩段氧化法處理：

己知：HCN的酸性比碳酸的酸性弱，有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價(jià)相同．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為堿性（填“酸性”、“堿性”或“中性”）；原因是防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣．反應(yīng)中，欲使1mol NaCN變?yōu)镹aOCN，則需要氧化劑NaClO至少為1mol．
（2）寫(xiě)出第二次氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：2OCN^-+3C1O^-=CO₂↑+CO₃^2-+3Cl^-+N₂↑．反應(yīng)中被氧化的元素是氮．
（3）處理10m³含NaCN 10.3mg/L的廢水，實(shí)際至少需NaClO1490g（實(shí)際用量應(yīng)為理論值的4倍），才能使廢水中NaCN含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．

Answer 1

分析 （1））NaCN易與酸發(fā)生反應(yīng)生成HCN，而HCN有劇毒，故應(yīng)該使溶液的pH呈堿性；NaCN與NaClO反應(yīng)生成NaOCN和NaCl，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算；
（2）反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)從+1價(jià)降低到-1價(jià)，得到2個(gè)電子．N元素化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià)，失去3個(gè)電子，結(jié)合氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降相等配平；
（3）參加反應(yīng)的NaCN為$\frac{100（10.3-0.5）g}{49g/mol}$=20mol，反應(yīng)中C由+2價(jià)升高到+4價(jià)，N元素化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià)，即1molNaCN失去5mol電子，1mol次氯酸鈉得到2mol電子，利用電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）NaCN易與酸反應(yīng)生成HCN，為防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣，因此第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為堿性；NaCN與NaClO反應(yīng)生成NaOCN和NaCl，其反應(yīng)方程式為：NaCN+NaClO=NaOCN+NaCl，所以欲使1molNaCN變?yōu)镹aOCN，則需要氧化劑NaClO為1mol；
故答案為：堿性；防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣；1；
（2）反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)從+1價(jià)降低到-1價(jià)，得到2個(gè)電子．N元素化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià)，失去3個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是2：3，反應(yīng)的離子方程式為：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑，氮元素被氧化．
故答案為：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑；氮；
（3）參加反應(yīng)的NaCN是：$\frac{100（10.3-0.5）g}{49g/mol}$=20mol，反應(yīng)中C由+2價(jià)升高到+4價(jià)，N元素化合價(jià)從-3價(jià)升高到0價(jià)，即1molNaCN失去5mol電子，1mol次氯酸鈉得到2mol電子，所以處理100 m³含NaCN 10.3 mg/L的廢水，實(shí)際至少需NaClO的質(zhì)量為：$\frac{20mol×5}{2}$×74.5g/mol×4=1490g，
故答案為：1490．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)、計(jì)算等，題目難度中等，明確氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及配平原則為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多，充分考查了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．