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(没有单位扣1分)

(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、沉淀溶解平衡的相关知识。