综合题12.0分
化学

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(Ki=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:

23.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______________________。

24.写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。

_______________________________________

25.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。

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

27.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_______。

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

考察知识点

  • 离子方程式的书写

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

碱性;防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气。

解析

依据HCN的电离平衡常数可知HCN是极弱的酸,所以NaCN极易于酸反应生成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。

考查方向

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

解题思路

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。

易错点

不能根据Ki值大小判断酸性的强弱。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

2OCN+3ClO=CO32-+CO2↑+3Cl+N2

解析

NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2,首先确定反应物和生成物;再依据反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价,得到2个电子。N元素化合价从-3价升高到0价,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2OCN-+3ClO-=CO32-+CO2↑+3Cl-+N2↑。

考查方向

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

解题思路

先确定反应物和生成物,再找化合价的变化,最后通过守恒法求氧化剂和还原剂之间的比例关系。

易错点

不会根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

14900

解析

NaCN被氧化的两个阶段氧化剂均为NaClO,所以可以合并一起进行计算,即反应物为NaCN和NaClO,生成物为:Na2CO3、CO2、NaCl和N2。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100m3含NaCN10.3mg/L的废水,实际至少需NaClO的质量

考查方向

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

解题思路

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)。

易错点

不能运用电子守恒法解题。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

NaOCN、NaCN

解析

类比Cl2和 NaOH溶液反应生成NaCl+NaClO,所以,该反应的产物为:NaCN、NaOCN(NaCNO)



考查方向

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

解题思路

(CN)2与NaOH溶液反应可以采用类推法的思想,类比Cl2和 NaOH溶液反应生成NaCl+NaClO。

易错点

Cl2和 NaOH溶液反应不会写化学方程式。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

3p;H

解析

由Cl的核外电子排布情况,核外电子能量最高的电子亚层是3p亚层;依据元素周期律不难排出相关元素的原子半径大小为:H



考查方向

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

解题思路

氯原子核外电子排布1s2 2s2 2p6 3s2 3p5,能量最高的电子亚层是3p。同周期从左向右原子半径在逐渐减小;同主族从上到下原子半径在逐渐增大。

易错点

原子半径的递变规律未掌握。

第6小题正确答案及相关解析

正确答案

极性;

解析

HCN分子是直线型,肯定正负电荷重心不重合,故为极性分子;从HClO的各元素化合价判断,其电子式为:

考查方向

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

解题思路

在HClO分子中H、Cl只能形成单键,O要形成双键。所以其电子式中O写在H、Cl之间。

易错点

HClO的电子式误写为Cl在H、O之间。