Question

【題目】某研究小組模擬工業處理電鍍含氰廢水并測定處理的效率，利用下圖所示裝置進行實驗。將CN－的濃度為0.2 mol·L－1的含氰廢水100 mL與100 mL NaClO溶液（過量）置于裝置②三頸燒瓶中，充分反應。打開分液漏斗活塞，滴入100 mL稀H2SO4，關閉活塞。

已知裝置②中發生的主要反應依次為：

CN－+ ClO－=CNO－+ Cl－ 2CNO－+2H+ +3C1O－=N2↑+2CO2↑+3C1－+H2O

（1）①和⑥的作用是 。

（2）裝置②中，生成需由裝置③除去的物質的離子方程式為 。

（3）反應結束后，緩緩通入空氣的目的是 。

（4）為計算該實驗中含氰廢水被處理的百分率，需要測定 的質量。

（5）已知CN-的處理效率可高達90%，產生的CO2在標準狀況下的體積為 。（保留一位小數）

Answer 1

【答案】（1）排除空氣中CO2對實驗的干擾；

（2）ClO－+Cl－+2H+=Cl2↑+H2O；

（3）使裝置內殘留的CO2全部進入裝置⑤而被吸收；

（4）裝置⑤反應前后的質量或沉淀；（5）0.4L。

【解析】

試題分析：（1）實驗的原理是利用CN－+ ClO－=CNO－+ Cl－ ；2CNO－+2H+ +3C1O－=N2↑+2CO2↑+3C1－+H2O，通過測定堿石灰的質量的變化測得二氧化碳的質量，根據關系式計算含氰廢水處理百分率，實驗中應排除空氣中二氧化碳的干擾，防止對裝置⑤實驗數據的測定產生干擾，所以裝置①和⑥的作用是排除空氣中CO2對實驗的干擾。

（2）根據已知裝置②中發生的主要反應依次為CN－+ ClO－=CNO－+ Cl－ ；2CNO－+2H+ +3C1O－=N2↑+ 2CO2↑+3C1－+H2O，，可知溶液中有氯離子、氫離子和次氯酸根離子，酸性條件下，氯離子和次氯酸根離子反應生成氯氣，產生的氯氣用碘化鉀吸收，所以發生反應的離子方程式為ClO－+Cl－+2H+=Cl2↑+H2O；

（3）反應后裝置中殘留二氧化碳，應繼續緩緩通入凈化的空氣，將裝置內的殘留的二氧化碳全部進入裝置⑤，以減少實驗誤差，所以反應結束后，緩緩通入空氣的目的是使裝置中殘留的二氧化碳全部進入裝置⑤而被吸收。

（4）通過測定氫氧化鋇溶液的質量的變化測得二氧化碳的質量，根據關系式計算含氰廢水處理百分率，則需要測定裝置⑤反應前后的質量或沉淀；

（5）根據碳元素守恒可知被處理的CN﹣的物質的量為n（CN﹣）=n（CO2）=0.02mol×90%=0.018mol，所以標準狀況下的體積為0.018mol×22.4L/mol=0.4L，