Question

（14分）某工业废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2—等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：

（1）步骤②中，CN^-被ClO^-氧化为CNO^-的离子方程式为________________。

（2）步骤③的反应为S₂O₃^2—+ Cr₂O₇^2—+H⁺SO₄^2—+Cr³⁺+H₂O（未配平），则每消耗0.4mol Cr₂O₇^2—转移__________mol e^-。

（3）含Cr³⁺废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是____________________。

（4）在25℃下，将amol·L^—1的NaCN溶液与0.01mol·L^-1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7，用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka=_________________。若25ºC 时Ka=1×10^-9 则同体积均为0.1mol·L^-1的NaCN、HCN的混合溶液中下列说法不正确的是       

a．此溶液一定有C(Na⁺)+C(H⁺)=C(OH^‾)+C(CN^‾)

b．混合溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度。

c．此溶液一定有C(Na⁺)=C(HCN)+ C(CN^‾)

d．此溶液加入少量氢氧化钠或盐酸溶液的PH值变化不大

（5）取工业废水水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀。该过程中反应的离子方程是____________。

Answer

（1）CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－（2分） （2） 2.4（2分）

（3）调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去（2分，其它合理答案均给分）

（4）(100a－1)×10－7 mol·L－1（2分，单位不写也给分） c（2分）

（5）Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓（2分），Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)＝CuS(s)＋2OH－(aq)。

【解析】

试题分析：（1）步骤②：碱性环境中，CN－被ClO－氧化为CNO－，ClO－被还原为Cl－，反应的离子方程式为CN－＋ClO－＝CNO－＋Cl－；（2）根据方程式可知，在反应中Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子，所以0.4 mol Cr2O72-转化为Cr3＋时转移电子的物质的量＝0.4mol×（6－3）×2＝2.4mol。（3）含Cr3+废水中加入强碱熟石灰进一步处理的目的是调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去。（4）NaCN与盐酸反应生成HCN和氯化钠，反应后测得溶液pH＝7，这说明NaCN过量，因此a＞0.01mol/L。根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)＋c(CN－)和物料守恒c(Na＋)＝c(CN－)＋c(HCN)可知，c(HCN)＝c(Cl－)＝0.005mol/L，c(CN－)＝0.5amol/L－0.005mol/L，所以该温度下HCN的电离常数Ka＝＝＝(100a－1)×10－7 mol·L－1；根据题意知，同体积均为0.1mol·L-1的NaCN、HCN的混合溶液呈碱性。a．根据溶液中的电荷守恒知，此溶液一定有C(Na+)+C(H+)=C(OH‾)+C(CN‾)，正确；b．混合溶液呈碱性，CN‾的水解程度大于HCN的电离程度，即以盐类水解为主，溶液中水的电离程度一定大于该温度下纯水的电离程度，正确；c．根据物料守恒知，2C(Na+)=C(HCN)+ C(CN‾)，错误；d． 此溶液加入少量氢氧化钠溶液则被HCN中和生成氰化钠，加入少量盐酸则与氰化钠反应生成氢氰酸和氯化钠，溶液的PH值变化不大，正确，选c；（5）蓝色沉淀为Cu(OH)2，CuS(s)比Cu(OH)2(s)更难溶，发生了沉淀的转化，化学方程式为Cu2＋＋2OH－＝Cu(OH)2↓、Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)＝CuS(s)＋2OH－(aq)。

考点：考查氧化还原反应及离子方程式的书写，水溶液中的离子平衡。