Question

8．NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理：
（1）NaCN與NaClO反應(yīng)，生成NaOCN和NaCl
（2）NaOCN與NaClO反應(yīng)，生成Na₂CO₃、CO₂、NaCl和N₂
已知HCN（K_i=6.3×10^-10）有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價(jià)相同．
完成下列填空：
（1）第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為堿性（選填“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．
（2）寫出第二次氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式．2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑
（3）處理100m³含NaCN 10.3mg/L的廢水，實(shí)際至少需NaClO14900g（實(shí)際用量應(yīng)為理論值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．
（4）（CN）₂與Cl₂的化學(xué)性質(zhì)相似．（CN）₂與NaOH溶液反應(yīng)生成NaOCN、NaCN和H₂O．
（5）上述反應(yīng)涉及到的元素中，氯原子核外電子能量最高的電子亞層是3p；H、C、N、O、Na的原子半徑從小到大的順序?yàn)镠＜O＜N＜C＜Na．
（6）HCN是直線型分子，HCN是極性分子（選填“極性”或“非極性”）．HClO的電子式為．

Answer 1

分析 （1）NaCN易與酸反應(yīng)生成HCN，而HCN有劇毒，故應(yīng)該使溶液的pH呈堿性；
（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$\frac{100×（10.3-0.5）}{49g/mol}$=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；
（4）（CN）₂與Cl₂的化學(xué)性質(zhì)相似，根據(jù)氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理分析（CN）₂與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物；
（5）氯原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，據(jù)此可知氯原子核外電子中能量最高的電子亞層；
原子的電子層越多，原子半徑越大，電子層相同時(shí)，原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，據(jù)此判斷H、C、N、O、Na的原子半徑大��；
（6）HCN是直線型分子，其正負(fù)電荷的重心不重合；HClO為共價(jià)化合物，分子中含有1個(gè)O-Cl鍵和個(gè)H-O鍵，據(jù)此寫出其電子式．

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，
故答案為：堿性；防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣；
（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↑，
故答案為：2OCN^-+3ClO^-=CO₃^2-+CO₂↑+3Cl^-+N₂↑；
（3）參加反應(yīng)的NaCN是：$\frac{100×（10.3-0.5）}{49g/mol}$=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=14900g，
故答案為：14900；
（4）（CN）₂與Cl₂的化學(xué)性質(zhì)相似，根據(jù)氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理可知，（CN）₂與NaOH溶液反應(yīng)生成NaOCN、NaCN、和H₂O，
故答案為：NaOCN；NaCN；
（5）氯原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，所以氯原子核外電子中能量最高的電子亞層為3p；
原子的電子層越多，原子半徑越大，電子層相同時(shí)，原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則H、C、N、O、Na的原子半徑從小到大的順序?yàn)椋篐＜O＜N＜C＜Na，
故答案為：3p；H＜O＜N＜C＜Na；
（6）HCN是直線型分子，由于正負(fù)電荷的重心不重合，則HCN為極性分子；HClO為共價(jià)化合物，分子中含有1個(gè)O-Cl鍵和個(gè)H-O鍵，其電子式為，
故答案為：極性；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了氧化還原反應(yīng)方程式書寫、計(jì)算、元素周期律等有關(guān)判斷，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．