Question

18．氰化鈉（NaCN）是一種重要的化工原料、有劇毒，一旦泄露可以通過噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來處理．
已知：氰化鈉與硫代硫酸鈉的反應(yīng)為：NaCN+Na₂S₂O₃═NaSCN+Na₂SO₃回答下列問題：

（1）氰化物中碳的化合價(jià)為+2；用硫代硫酸鈉處理1mol NaCN時(shí)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為．
（2）NaCN用雙氧水處理后，產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，該反應(yīng)的離子方程式是．
（3）某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制備硫代硫酸鈉（Na₂S₂O₃），并檢測用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達(dá)標(biāo)排放．
【實(shí)驗(yàn)一】制備Na2S2O3，其實(shí)驗(yàn)室裝置如下：
①b裝置的作用是安全瓶，防止倒吸；c裝置中的產(chǎn)物有Na₂S₂O₃和CO₂等，d裝置中的溶質(zhì)有NaOH、Na₂CO₃，還可能有Na₂SO₃、Na₂SO₄．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在e處最好連接盛NaOH溶液（填化學(xué)式）的注射器，再關(guān)閉K2打開K1，以防拆除裝置過程中的有害氣體污染空氣．
【實(shí)驗(yàn)二】測定用硫代硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量．
已知：①廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50mg/L；
②Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，Ag⁺+I^-=AgI↓，AgI呈黃色，且CN^-優(yōu)先于Ag⁺反應(yīng)．
實(shí)驗(yàn)如下：取20.00mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中，并滴加幾滴KI溶液作指示劑，用1.00×10-4mol/L的標(biāo)準(zhǔn)AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO3溶液的體積為1.50mL．
③滴定時(shí)1.000×10^-4mol/L的標(biāo)準(zhǔn)AgNO₃溶液應(yīng)用酸式滴定管（填儀器名稱）盛裝；滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是出現(xiàn)淺（黃）色沉淀，且半分鐘內(nèi)不消失．
④處理后的廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)：否（填“是”或“否”），其依據(jù)是消耗AgNO₃的物質(zhì)的量為1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根據(jù)方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，廢水中氰化鈉的含量$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.0200L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，處理后的廢水未達(dá)到達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．（用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明）．

Answer 1

分析 （1）在化合物中非金屬性強(qiáng)的元素顯負(fù)價(jià)，非金屬性弱的元素顯正價(jià)，氮元素的非金屬性比碳強(qiáng)，且化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，在反應(yīng)NaCN+Na₂S₂O₃=NaSCN+Na₂SO₃中，碳從+2價(jià)升為+4價(jià)，硫從+2價(jià)變?yōu)?2價(jià)和+4價(jià)，據(jù)此可計(jì)算去反應(yīng)掉1molNaCN，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為；
（2）NaCN用雙氧水處理產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，說明二者反應(yīng)生成氨氣、和碳酸氫鈉；
（3）a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na₂S₂O₃，反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小，b為安全瓶作用，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣．
①由儀器結(jié)構(gòu)特征，b裝置為安全瓶，防止溶液倒吸；d裝置吸收二氧化硫，d中溶質(zhì)有NaOH、Na₂CO₃，堿過量，還有亞硫酸鈉生成，另外空氣中的氧氣還可以氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉；
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收；
【實(shí)驗(yàn)二】③標(biāo)準(zhǔn)AgNO₃溶液是顯酸性，應(yīng)選擇酸式滴定管盛放；Ag⁺與CN^-反應(yīng)生成[Ag（CN）₂]^-，當(dāng)CN^-反應(yīng)結(jié)束時(shí)，Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，說明反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)；
④計(jì)算消耗硝酸銀物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-計(jì)算出氰化鈉的含量與廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50mg/L比較判斷是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)

解答 解：（1）在化合物NaCN中，Na元素顯+1價(jià)，N元素顯-3價(jià)，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知碳元素的化合價(jià)為+2價(jià)，在反應(yīng)NaCN+Na₂S₂O₃=NaSCN+Na₂SO₃中，碳從+2價(jià)升為+4價(jià)，硫從+2價(jià)變?yōu)?2價(jià)和+4價(jià)，所以去掉1molNaCN時(shí)，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol，故答案為：+2；4mol；
（2）用雙氧水處理氰化鈉，產(chǎn)生一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣，根據(jù)原子守恒一種酸式鹽為碳酸氫鈉，所以反應(yīng)為：NaCN+H₂O₂+H₂O═NaHCO₃+NH₃↑，離子反應(yīng)為：CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑，
故答案為：CN^-+H₂O₂+H₂O═HCO₃^-+NH₃↑；
（3）a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na₂S₂O₃，反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小，b為安全瓶作用，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣．
①由儀器結(jié)構(gòu)特征，可知b裝置為安全瓶，防止倒吸，d裝置吸收二氧化硫，d中溶質(zhì)有NaOH、Na₂CO₃，堿過量，還有亞硫酸鈉生成，再考慮到裝置中空氣中的氧氣氧化亞硫酸鈉可生成硫酸鈉，
故答案為：安全瓶，防止倒吸；Na₂SO₃、Na₂SO₄；
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收，氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，再關(guān)閉K₂打開K₁，防止拆除裝置時(shí)污染空氣，
故答案為：NaOH溶液；
【實(shí)驗(yàn)二】③選擇酸式滴定管盛放標(biāo)準(zhǔn)AgNO₃溶液；Ag⁺與CN^-反應(yīng)生成[Ag（CN）₂]^-，當(dāng)CN^-反應(yīng)結(jié)束時(shí)，滴入最后一滴硝酸銀溶液，Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，說明反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)，
故答案為：酸式滴定管；滴入最后一滴硝酸銀溶液，出現(xiàn)淡黃色沉淀；
④消耗AgNO₃的物質(zhì)的量為1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根據(jù)方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，廢水中氰化鈉的含量為$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.0200L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，處理后的廢水未達(dá)到達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，
故答案為：否；消耗AgNO₃的物質(zhì)的量為1.5×10^-3L×0.0001mol/L=1.50×10^-7mol，根據(jù)方程式Ag⁺+2CN^-=[Ag（CN）₂]^-，處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.50×10^-7mol×2×49g/mol=1.47×10^-5g，廢水中氰化鈉的含量$\frac{1.47×1{0}^{-2}mg}{0.0200L}$=0.735mg/L＞0.50mg/L，處理后的廢水未達(dá)到達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)含量測定等，題目綜合性較強(qiáng)，關(guān)鍵是對原理的理解及實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性，注意制備中滲入環(huán)保意識(shí)，熟練掌握元素化合物知識(shí)與實(shí)驗(yàn)制備基本原則，題目難度中等．