Question

电镀厂曾采用有氰电镀工艺，处理有氰电镀的废水时，可在催化剂TiO₂作用下，先用NaClO将CN^-离子氧化成CNO^-，在酸性条件下CNO^-继续被NaClO氧化成N₂和CO₂。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验，以证明处理方法的有效性，并通过测定二氧化碳的量确定CN^-被处理的百分率。

将浓缩后含CN^-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200 mL(其中CN^-的浓度为0.05 mol•L^-1倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞。回答下列问题：

（1）甲中反应的离子方程式为________________________，乙中反应的离子方程式为________________________。

（2）乙中生成的气体除N₂和CO₂外，还有HCl及副产物Cl₂等。丙中加入的除杂试剂是饱和食盐水，其作用是_____________________，丁在实验中的作用是______________，装有碱石灰的干燥管的作用是______________________________。

（3）戊中盛有含Ca(OH)₂ 0.02mol的石灰水，若实验中戊中共生成0.82 g沉淀，则该实验中测得CN^-被处理的百分率等于__________。该测得值与工业实际处理的百分率相比总是偏低，简要说明可能原因之一_______________________。

Answer

CN-+ClO-=CNO-+Cl- 2CNO-+2H++3 CNO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O 除去HCl气体 去除Cl2 防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度 82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2；②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应；③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全（答出其一即可）。

【解析】本题考查氧化还原反应方程式的书写、物质除杂和提纯、化学计算等，（1）根据信息，甲：在TiO2催化剂作用下，NaClO将CN－氧化成CNO－，ClO－＋CN－→CNO－＋Cl－，CN－中N显－3价，C显＋2价，CNO－中氧显－2价，N显－3价，C显＋4价，因此有ClO－中Cl化合价由＋1价→－1价，化合价降低2价，CN－中C化合价由＋2价→＋4价，化合价升高2价，然后根据原子守恒配平其他，CN－+ClO－=CNO－+Cl－ ；根据信息酸性条件下，CNO－被ClO－氧化成N2和CO2，离子反应方程式为：2CNO－+2H＋+3 CNO－=N2↑+2CO2↑+3Cl－+H2O ；（2）利用HCl易溶于水，因此饱和食盐水的作用是除去HCl气体，丁的作用是除去Cl2；实验的目的是测定CO2的量确定CN－被处理的百分率，空气中有CO2，因此碱石灰的作用是防止空气中CO2进入戊中，避免影响测定的准确性；（3）戊中沉淀是CaCO3，根据碳元素守恒，n(CN－)=n(CaCO3)=0.82/100mol=8.2×10－3mol，被处理的百分率是8.2×10－3/(200×10－3×0.05)×100%=82%，①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2；②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应；③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。

点睛：本题氧化还原反应方程式的书写是学生易错，书写氧化还原反应方程式时，先判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，如（1）第二问，CNO－继续被ClO－氧化，说明CNO－是还原剂，N2为氧化产物，ClO－是氧化剂，一般情况下，没有明确要求，ClO－被还原成Cl－，Cl－是还原产物，即有CNO－＋ClO－→N2＋CO2＋Cl－，然后分析化合价的变化，N由-3价→0价，Cl由＋1价→－1价，根据化合价升降进行配平，即2CNO－＋3ClO－→N2＋CO2＋3Cl－，环境是酸性环境，根据反应前后所带电荷守恒，H＋作反应物，即2CNO－+2H＋+3CNO－=N2↑+2CO2↑+3Cl－+H2O 。