Question

某研究小組模擬工業(yè)處理電鍍含氰廢水并測定處理的效率，利用如圖所示裝置進行實驗．將CN^-的濃度為0.2mol?L^-1的含氰廢水100mL與100mL NaClO溶液（過量）置于裝置②三頸燒瓶中，充分反應．打開分液漏斗活塞，滴入100mL稀H₂SO₄，關閉活塞．

已知裝置②中發(fā)生的主要反應依次為：
CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3C1O^-═N₂↑+2CO₂↑+3C1^-+H₂O
（1）①和⑥的作用是

 

．
（2）裝置②中，生成需由裝置③除去的物質的離子方程式為

 

．
（3）反應結束后，緩緩通入空氣的目的是

 

．
（4）為計算該實驗中含氰廢水被處理的百分率，需要測定

 

的質量．
（5）已知CN^-的處理效率可高達90%，產(chǎn)生的CO₂在標準狀況下的體積為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗題

分析：（1）實驗的原理是利用CN^-+ClO^-═CNO+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，通過測定堿石灰的質量的變化測得二氧化碳的質量，根據(jù)關系式計算含氰廢水處理百分率，實驗中應排除空氣中二氧化碳的干擾；
（2）酸性條件下，次氯酸根離子和氯離子反應生成氯氣，氯氣具有強氧化性，能氧化碘離子生成碘單質；
（3）反應結束后，緩緩通入空氣，可將生成的二氧化碳全部被吸收；
（4）通過測定氫氧化鋇溶液的質量的變化測得二氧化碳的質量，根據(jù)關系式計算含氰廢水處理百分率；
（5）根據(jù)處理的CN^-的物質的量，結合碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質的量為n（CN^-）=n（CO₂），原溶液中CN^-的物質的量為0.1L×0.2mol/L=0.02mol，據(jù)此計算．

解答： 解：（1）實驗的原理是利用CN^-+ClO^-═CNO+Cl^-；2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，通過測定堿石灰的質量的變化測得二氧化碳的質量，根據(jù)關系式計算含氰廢水處理百分率，實驗中應排除空氣中二氧化碳的干擾，防止對裝置⑤實驗數(shù)據(jù)的測定產(chǎn)生干擾，裝置①和⑥的作用是排除空氣中二氧化碳對實驗的干擾，
故答案為：排除空氣中二氧化碳對實驗的干擾；
（2）根據(jù)已知裝置②中發(fā)生的主要反應依次為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-、2CNO^-+2H⁺+3ClO^-═N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，可知溶液中有氯離子、氫離子和次氯酸根離子，酸性條件下，氯離子和次氯酸根離子反應生成氯氣，產(chǎn)生的氯氣用碘化鉀吸收，所以發(fā)生的離子反應方程式為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O，
故答案為：ClO^-+Cl^-+2H⁺=Cl₂↑+H₂O；
（3）反應后裝置中殘留二氧化碳，應繼續(xù)通過將凈化的空氣，將裝置內(nèi)的殘留的二氧化碳全部進入裝置⑤，以減少實驗誤差，
故答案為：使裝置中殘留的二氧化碳全部進入裝置⑤；
（4）通過測定氫氧化鋇溶液的質量的變化測得二氧化碳的質量，根據(jù)關系式計算含氰廢水處理百分率，則需要測定裝置⑤反應前后的質量，
故答案為：裝置⑤反應前后質量；
（5）根據(jù)碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質的量為n（CN^-）=n（CO₂）=0.02mol×90%=0.018mol，所以標準狀況下的體積為0.018mol×22.4L/mol=0.4L，
故答案為：0.4L．

點評：本題綜合考查物質含量的測定的實驗設計，以氯氣的性質為載體考查化學實驗設計和評價問題，題目難度中等，注意把握實驗原理和實驗方法．