Question

NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：

（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl

（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na₂CO₃、CO₂、NaCl和N₂

已知HCN（K_i=6.3×10^-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。

完成下列填空：

（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为____________（选填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是______________________。

（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。

_______________________________________

（3）处理100 m³含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO___g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5 mg/L，达到排放标准。

（4）(CN)₂与Cl₂的化学性质相似。(CN)₂与NaOH溶液反应生成_________、__________和H₂O。

（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是___________；H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。

（6）HCN是直线型分子，HCN是___________分子（选填“极性”、“非极性”）。HClO的电子式为___________。

Answer

（1）碱性；防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气。

（2）2CNO－+3ClO－→CO2↑+ CO32－+3Cl－+N2↑

（3）14900

（4）NaOCN、NaCN

（5）3p；H＜O＜N＜C＜Na

（6）极性；

【解析】

试题分析：（1）NaCN易与酸反应生成HCN，为防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性。

（2）反应中氯元素的化合价从+1降低到－1，得到2个电子。N元素化合价从－3升高到0，失去3个电子，则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2：3，反应的离子方程式为2CNO－+3ClO－→CO2↑+ CO32－+3Cl－+N2↑。

（3）参加反应的NaCN是，反应中C由＋2价升高到＋4价，N元素化合价从－3价升高到0价，即1molNaCN失去5mol电子，1mol次氯酸钠得到2mol电子，所以处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水，实际至少需NaClO的质量为g。

（4）（CN）2与Cl2的化学性质相似，则根据氯气与氢氧化钠反应的方程式可知，(CN)2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN和H2O。

（5）氯元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，所以氯原子核外电子能量最高的电子亚层是3p；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，因此H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为H＜O＜N＜C＜Na。

（6）HCN是直线型分子，正负电荷重心不重合，因此HCN是极性分子。HClO含有共价键，电子式为。

【考点定位】考查氧化还原反应方程式书写、计算、元素周期律等有关判断。

【名师点睛】对于HAH++A-，Ki=，一定温度下电离平衡常数的大小通常是用来衡量酸性强弱的主要依据，Ki值越大说明酸性越强。HCN的Ki=6.3×10-10，说明HCN是极弱的酸，NaCN属于强碱弱酸盐，极易水解使水溶液表现碱性，即NaCN只能存在于碱性环境中。若调整NaCN溶液pH至中性或酸性，NaCN几乎完全转化为剧毒物质HCN。该题中主要涉及氧化还原反应，氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，其本质是在反应中有电子转移。在氧化还原反应中遵循电子守恒，即氧化剂得到的电子的物质的量（或个数）等于还原剂失去的电子的物质的量（或个数）。若将电子守恒规律应用于解题，可以大大简化我们的计算过程，收到事半功倍的效果。守恒法是中学化学中常用的解题方法之一，守恒法包括质量守恒、原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。在进行解题时，如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。①在溶液中存在着阴阳离子，由于溶液呈电中性，所以可考虑电荷守恒；②在氧化还原反应中存在着电子的转移，通常考虑电子守恒。③在某些复杂多步的化学反应中可考虑某种元素的守恒法；④在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及到与质量有关的问题可考虑质量守恒法。微粒半径比较可能涉及到原子或者离子，一般规律是：电子层数多的微粒半径大，当电子层数相同时原子序数大的半径小。