Question

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－＋Cr^3＋＋H₂O(未配平)，则每消耗0.4 mol Cr₂O₇^2－转移________mol e^－。

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

（4）在25 ℃下，将a mol·L^－1的NaCN溶液与0.01 mol·L^－1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH＝7，则a__________0.01(填“＞”、“＜”或“＝”)；用含a的代数式表示HCN的电离常数K_a＝______________________。

（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）2.4

（3）调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(其它合理答案均给分)

（4）＞；(100a－1)×10－7 mol·L－1；

（5）Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓；Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)===CuS(s)＋2OH－(aq)(不注明状态也可)

【解析】

试题分析：由流程可知，CN-废水调整溶液pH加入NaClO溶液，氧化CN-离子反应生成CNO-的废水，含Cr2O72-的废水调整溶液pH加入Na2S2O3发生氧化还原反应得到含硫酸根离子的废水，处理的废水继续处理得到待测水样。

（1）碱性条件下，CN-离子与NaClO发生氧化还原反应生成CNO-、Cl-离子，离子反应为：CN-+ClO-═CNO-+Cl-，故答案为：CN-+ClO-═CNO-+Cl-；

（2）根据0.4 mol Cr2O72-等转化为Cr3+，铬元素化合价降低3价，0.4molCr2O72-共得到了0.4×(2×3)mol=2.4mol，故答案为：2.4；

（3）含Cr3+废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去，故答案为：调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去；

（4）由于反应后测得溶液pH=7，当a=0.01时，恰好反应，生成了氰化氢溶液，溶液显示酸性，则氰化钠应该多些，故a＞0.01； 由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-)及pH=7，可知c(H+)=c(OH-)=10-7 mol•L-1，c(CN-)=c(Na+)-c(Cl-)=mol/L-mol/L，再根据物料守恒：c(CN-)+c(HCN)=c(Na+)=mol/L；Ka﹦==(100a-1)×10-7 mol•L-1；故答案为：＞；(100a-1)×10-7 mol•L-1；

（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，涉及的离子反应方程式为Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓、Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq)，故答案为：Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓；Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq)。

考点：考查了氧化还原反应、离子方程式、水溶液中的离子平衡、离子浓度、电离常数、沉淀溶解平衡等电解质溶液的相关知识。