Question

根据环保要求，在处理有氰电镀废水时，剧毒的CN^-离子在催化剂TiO₂颗粒作用下，先用NaClO将CN^-离子氧化成CNO^-（CN^-和CNO^-中N元素均为-3价），再在酸性条件下继续与NaClO反应生成N₂、CO₂和Cl₂。环保工作人员在密闭系统中用如图装置进行实验，测定CN^-被处理的百分率。

现将浓缩后含CN^-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液倒入甲中，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）根据题意，写出相关主要反应的离子方程式：甲中的反应_________________，乙中的反应：_____________________。

（2）上述实验是通过测定CO₂的量来确定对CN^-的处理效果。丙装置中的试剂是______________，丁装置的目的是________________________；干燥管Ⅱ的作用是______________________。

（3）假定上述每一个装置都充分吸收，则利用该装置测得的CN^-被处理的百分率与实际值相比_____（填“偏高”或“偏低”），简述可能的原因：______________________。

（4）含氰废水也可采用电化学方法进行处理。在碱性条件下，使用惰性电极电解含氰废水，氰离子被氧化为无毒的物质，其中阳极电极反应式是___________________。

Answer

CN-+ClO-CNO-+Cl- 2CNO-+6ClO-+8H+=N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O 浓硫酸 除去Cl2 防止空气中的CO2、水蒸气进入干燥管I，影响CO2的测量 偏低 前面装置中残留有CO2未被完全吸收 CN- +12OH－-10e- =2CO32- +N2↑+6H2O

【解析】

利用干燥管I吸收二氧化碳，在吸收之前要处理水蒸气和氯气，用铜来处理氯气，用浓硫酸干燥，为了减少实验误差，干燥管II防止空气中二氧化碳和水蒸气进入干燥管I。据此分析解答。

（1）根据题意，甲中是CN－与ClO－在催化剂作用下反应生成CNO－和Cl－，因此甲中的反应CN－+ClO－CNO－+Cl－，CNO－和Cl－在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2，因此乙中的反应：2CNO－+6ClO－+8H+ =N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O；故答案为：CN－+ClO－CNO－+Cl－；2CNO－+6ClO－+8H+ = N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O。

（2）利用干燥管I吸收二氧化碳，在吸收之前要处理水蒸气和氯气，用铜来处理氯气，用浓硫酸干燥，为了减少实验误差，干燥管II防止空气中二氧化碳和水蒸气进入干燥管I，因此丙装置中的试剂是浓硫酸，丁装置的目的是除去Cl2；干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的CO2、水蒸气进入干燥管I，影响CO2的测量；故答案为：浓硫酸；除去Cl2；防止空气中的CO2、水蒸气进入干燥管I，影响CO2的测量。

（3）由于装置中反应生成的二氧化碳会留在装置中没有被吹出，未完全被干燥管I吸收，因此利用该装置测得的CN－被处理的百分率与实际值相比偏低；故答案为：偏低；前面装置中残留有CO2未被完全吸收。

（4）在碱性条件下，使用惰性电极电解含氰废水，氰离子被氧化为无毒的氮气和碳酸根离子，因此阳极电极反应式是CN- +12OH－-10e- =2CO32- +N2↑+6H2O。