问题 实验题

(15分)氰化物有剧毒,冶金工业会产生大量含氰化物的废水,其中氰化物以CN等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究。

I.查阅资料:含氰化物的废水破坏性处理方法。

利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质,如以TiO2为催化剂用NaClO将CN离子氧化成CNO(CN和CNO中N元素均为-3价),CNO在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。

II.实验验证:破坏性处理CN的效果。

化学兴趣小组的同学在密闭系统中用图10装置进行实验,以测定CN被处理的百分率,实验步骤如下:

步骤1:取一定量废水进行加热蒸发、浓缩。

步骤2:取浓缩后含CN离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN的浓度为0.2mol·L—1)倒入甲中,塞上橡皮塞。

步骤3:                                    

步骤4:打开甲上的橡皮塞和活塞,使甲中溶液全部放入乙中,关闭活塞。

步骤5:打开活塞K,通一段时间N2,关闭活塞K。

步骤6:实验完成后测定干燥管I(含碱石灰)的质量m2(实验前干燥管I(含碱石灰)的质量m1

回答下列问题:

(1)在破坏性处理方法中,在酸性条件下NaClO和CNO反应的离子方程式       

(2)完成步骤3             

(3)丙装置中的试剂是          ,丁装置的目的是              

(4)干燥管Ⅱ的作用是                    

(5)请简要说明实验中通入N2的目的是             

(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g,则该实验中测得CN被处理的百分率为      

答案

(1)2CNO+6ClO+8H+=2CO2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O  (2分)

(2)点燃酒精灯对丁装置加热(2分)         (3)浓硫酸;除去Cl2(各2分)

(4)防止空气中的水和CO2进入干燥管I中影响对CO2的测量(2分)

(5)使装置中的CO2全部到干燥管I中被吸收,减少误差。(2分)    (6)80%(3分)

(1)次氯酸钠具有强氧化性,能把CNO氧化生成氮气和CO2,所以反应式为2CNO+6ClO+8H+=2CO2↑+N2↑+Cl2↑+4H2O。

(2)由于需要通过加热的铜丝吸收氯气,所以应该先点燃丁处的酒精灯。

(3)因为生成的气体需要干燥,所以丙装置中应该盛放浓硫酸,干燥CO2气体。

(4)干燥管I是吸收CO2的,因此为了防止空气中的水和CO2进入干燥管I中影响对CO2的测量,需要再连接1个干燥管。

(5)由于装置中会残留部分CO2,所以通入氮气的目的是使装置中的CO2全部到干燥管I中被吸收,减少误差。

(6)干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g,则反应中生成的CO2,所以CNO的物质的量是0.032mol。CN的总的物质的量是0.04mol,所以根据原子守恒可知,该实验中测得CN被处理的百分率为80%。

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