Question

【題目】氰化物在冶金等行業應用廣泛，含氰廢水的處理顯得尤為重要．含氰廢水中的氰化物常以[Fe（CN）6]3﹣和CN﹣的形式存在，工業上有多種廢水處理方法．
（1）電解處理法
圖1電源廢水鐵電極石墨電極
用圖1所示裝置處理含CN﹣廢水時，控制溶液pH為9～10并加入NaCl，一定條件下電解，陽極產生的ClO﹣將CN﹣氧化為無害物質而除去．鐵電極為（填“陰極”或“陽極”），陽極產生ClO﹣的電極反應為 ．
（2）UV（紫外光線的簡稱）﹣H2O2氧化法． 實驗過程：取一定量含氰廢水，調節pH，加入一定物質的量的H2O2 ， 置于UV工藝裝置中，光照一定時間后取樣分析．
【查閱資料】①在強堿性溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O，[Fe（CN）6]4﹣更穩定；
②[Fe（CN）6]3﹣轉化為CN﹣容易被H2O2除去；
③HCN是有毒的弱酸，易揮發．
Ⅰ.廢水中的CN一經以下反應實現轉化：CN一+H2O2+H2O═A+NH3↑，則A是（用符號表示）．
Ⅱ.K3[Fe（CN）6]在中性溶液中有微弱水解，用方程式表示水解反應 ．
Ⅲ.含氰廢水在不同pH下的除氰效果如圖2所示，pH選擇的最佳范圍應為（a．7﹣10；b．10﹣11；c．11﹣13），解釋選擇該pH范圍的原因 ．
Ⅳ.圖3表示某pH時，加入不同量H2O2 ， 處理30min后測定的樣品含氰濃度．由圖可知：n（H2O2）：n（CN﹣）=250：1時，剩余總氰為0.16mgL﹣1 ， 除氰率達80%，計算0﹣30min時間段反應速率v（CN﹣）=mgL﹣1min﹣1（結果保留兩位有效數字）．

Answer 1

【答案】
（1）陰極；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O
（2）HCO3﹣；[Fe（CN）6]3﹣+3H2O?Fe（OH）3+3HCN+3CN﹣；b；堿性適中，有利于[Fe（CN）6]3﹣轉變為CN﹣而被氧化；堿性太強，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后難以除去；堿性太弱[Fe（CN）6]3﹣難以水解釋放出CN﹣（且水解產生少量HCN有毒）；0.021
【解析】解：（1）廢水中含CN﹣ ， 控制溶液pH為9～10并加入NaCl，陽極產生的ClO﹣將CN﹣氧化，說明溶液中的氯離子在陽極失去電子發生氧化反應，電極反應為：2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O，陰極是氫離子得電子產生氫氣，鐵是活性電極，在裝置中只能作陰極，不參加反應，所以答案是：陰極；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O；（2）Ⅰ根據離子反應方程式CN﹣+H2O2+H2O═A+NH3↑可知，N化合價為﹣3價，反應前后不改變，只能是雙氧水將C從+2介氧化到+4價，根據電荷守恒和原子守恒，A應是帶一個負電荷的陰離子，且包含1個C，1個H，3個O，即HCO3﹣ ，
所以答案是：HCO3﹣；ⅡFe（OH）3是弱堿，HCN是弱酸，則K3[Fe（CN）6]在中性溶液中有Fe3+和CN﹣發生微弱水解，即[Fe（CN）6]3﹣+3H2OFe（OH）3+3HCN+3CN﹣ ，
所以答案是：[Fe（CN）6]3﹣+3H2OFe（OH）3+3HCN+3CN﹣；Ⅲ圖2顯示，PH在10﹣11時，除氰率超過80%，堿性適中，有利于[Fe（CN）6]3﹣轉變為CN﹣而被氧化；堿性太強，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后難以除去；堿性太弱[Fe（CN）6]3﹣難以水解釋放出CN﹣（且水解產生少量HCN有毒），
所以答案是：b；堿性適中，有利于[Fe（CN）6]3﹣轉變為CN﹣而被氧化；堿性太強，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后難以除去；堿性太弱[Fe（CN）6]3﹣難以水解釋放出CN﹣（且水解產生少量HCN有毒）；Ⅳ剩余總氰為0.16mgL﹣1 ， 除氰率達80%，則氰的總量為：0.16mgL﹣1÷（1﹣80%）=0.80mgL﹣1 ，
0﹣30分鐘氰的改變量為：△c（CN﹣）=0.80mgL﹣1×80%=0.64mgL﹣1 ， v（CN﹣）= = =0.021mgL﹣1min﹣1 ，
所以答案是：0.021．