Question

【題目】在氯氧化法處理含CN－的廢水過程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一)，氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質。

（1）某廠廢水中含KCN，其濃度為650mg/L。現用氯氧化法處理，發生如下反應(其中N均為-3價)：KCN＋2KOH＋Cl2＝KOCN＋2KCl＋H2O，被氧化的元素是_______。

（2）投入過量液氯，可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣。請配平下列化學方程式，并標出電子轉移方向和數目_______________________________：

KOCN＋KOH＋Cl2→CO2＋N2＋KCl＋H2O

（3）若處理上述廢水100L，使KCN完全轉化為無毒物質，至少需液氯_______g。

Answer 1

【答案】碳(或C) 177.5

【解析】

（1）化合價升高的元素被氧化；

（2）根據反應中元素的化合價變化情況，根據電子得失守恒、原子守恒配平；

（3）計算廢水中KCN的質量，再根據n=m÷M計算KCN的物質的量，使KCN完全轉化為無毒物質，生成CO2、N2，根據電子轉移守恒計算n（Cl2），再根據m=nM計算需要氯氣的質量。

（1）反應中C元素化合價由KCN中+2價升高為KOCN中+4價，C元素被氧化；

（2）反應中KOCN→N2，N元素化合價由-3價升高為0價，共升高6價，Cl2→KCl，Cl元素化合價由0價降低為-1價，共降低2價，化合價升降最小公倍數為6，故N2系數為1，Cl2系數為3，結合原子守恒配平其它物質的系數，平衡后方程式為：2KOCN+4KOH+3Cl2＝2CO2+N2+6KCl+2H2O，電子轉移的方向和數目可表示為；

（3）廢水中KCN的質量為650mg/L×100L=65000mg=65g，物質的量為65g÷65g/mol=1mol，使KCN完全轉化為無毒物質，應生成CO2、N2，整個過程中C元素化合價由+2價升高為+4價，N元素化合價由-3價升高為0價，Cl元素化合價由0價降低為-1價，電子轉移守恒可知2×n（Cl2）=1mol×（4-2）+1mol×[0-（-3）]，解得n（Cl2）=2.5mol，故需要氯氣的質量為2.5mol×71g/mol=177.5g。