Question

10．對工業(yè)廢水和生活污水進行處理是防止水體污染、改善水質(zhì)的主要措施之一．
請回答以下問題：
（1）硫酸工廠的酸性廢水中砷（As）元素（主要以弱酸H₃AsO₃形式存在）含量極高，為控制砷的排放，某工廠采用化學沉降法處理含砷廢水．
①已知砷是氮的同族元素，比氮原子多2個電子層，砷在元素周期表的位置為第四周期，第ⅤA族，
AsH₃的穩(wěn)定性比NH₃的穩(wěn)定性弱（填“強”或“弱”）．
②工業(yè)上采用硫化法（通常用硫化鈉）去除廢水中的砷，生成難溶的三硫化二砷，該反應(yīng)的離子方程式為2H₃AsO₃+3S^2-+6H⁺=As₂S₃+6H₂O．
（2）今年8月12日晚，天津濱海新區(qū)危險品倉庫發(fā)生爆炸事故，少量氰化物因爆炸沖擊發(fā)生泄漏，CN^一有劇毒，泄露會污染水源和空氣，需要處理．
①已知HCN為一元弱酸，則NaCN溶液的pH＞7（填“＞”“=”或“＜”）．
②處理含CN^-廢水的方法之一是在微生物的作用下，CN^-被氧氣氧化成HCO₃^-，同時生成NH₃，該反應(yīng)的離子方程式為4H₂O+2CN^-+O₂=2HCO₃^-+2NH₃方法二：用NaClO在堿性條件下跟NaCN反應(yīng)生成無毒害的物質(zhì)，試寫出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式5ClO^-+2CN^-+2OH^-=2CO₃^2-+N₂↑+H₂O+5CI^-．
（3）電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時得到酸的原理如圖所示（圖中“HA”表示乳酸分
子，A表示乳酸根離子）．陽極的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑簡述濃縮室中得到濃乳酸的原理陽極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室，A^-通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)電子層數(shù)=周期數(shù)，最外層電子數(shù)=族序數(shù)來回答；同主族，氰化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱；
②根據(jù)信息：硫化鈉可以和廢水中的砷反應(yīng)，生成難溶性的三硫化二砷來書寫方程式；
（2）①根據(jù)弱酸強堿鹽水解導致溶液顯示堿性來回答；
②根據(jù)信息：CN^-廢水的方法之一是在微生物的作用下，CN^-被氧氣氧化成HCO₃^-，同時生成NH₃來書寫方程式；
（3）①根據(jù)電解池的工作原理：陽極上是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)來判斷；
②根據(jù)電解池的工作原理：在電解池的陽極上是OH^-放電，并且H⁺從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室．

解答 解：（1）①As電子層數(shù)=周期數(shù)=4，最外層電子數(shù)=族序數(shù)=5，所以As位于第四周期，第ⅤA族，同主族，氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱，所以AsH₃的穩(wěn)定性比NH₃的穩(wěn)定性弱，
故答案為：第四周期，第ⅤA族；弱；
②根據(jù)信息：硫化鈉可以和廢水中的砷反應(yīng)，生成難溶性的三硫化二砷，據(jù)此得到反應(yīng)的離子方程式為：2H₃AsO₃+3S^2-+6H⁺=As₂S₃+6H₂O，
故答案為：2H₃AsO₃+3S^2-+6H⁺=As₂S₃+6H₂O；
（2）①已知HCN為一元弱酸，則NaCN溶液是強堿弱酸鹽，溶液的pH大于7，
故答案為：＞；
②在微生物的作用下，CN^-被氧氣氧化成HCO₃^-，同時生成NH₃的方程式為：4H₂O+2CN^-+O₂=2HCO₃^-+2NH₃，用NaClO在堿性條件下跟NaCN反應(yīng)生成無毒害的物質(zhì)為氮氣，5ClO^-+2CN^-+2OH^-=2CO₃^2-+N₂↑+H₂O+5CI^-
故答案為：4H₂O+2CN^-+O₂=2HCO₃^-+2NH₃，5ClO^-+2CN^-+2OH^-=2CO₃^2-+N₂↑+H₂O+5CI^-；
（3）①陽極上是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②在電解池的陽極上是OH^-放電，所以c（H⁺）增大，并且H⁺從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室；根據(jù)電解原理，電解池中的陰離子移向陽極，即A^-通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室，這樣：H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大，
故答案為：陽極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽極通過陽離子交換膜進入濃縮室，A^-通過陰離子交換膜從陰極進入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大．

點評 本題涉及元素在周期表中的分布、電解池和原電池的工作原理以及應(yīng)用的考查，注意知識的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度中等．