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

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

题型:不详难度:来源:
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如图装置进行实验,以测定CN-被处理的百分率,实验步骤如下:

魔方格

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)根据题意可知,酸性条件下CNO-与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2,反应离子方程式为2CNO-+6ClO-+8H+═N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O;
故答案为:2CNO-+6ClO-+8H+═N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O;
(2)装置丁的作用是加热利用铜与氯气反应,除去乙中反应生成的气体中混有的氯气,故乙中反应之前应先点燃酒精灯对丁装置加热,防止干燥管Ⅰ吸收氯气,影响二氧化碳质量的测定;
故答案为:点燃酒精灯对丁装置加热;
(3)实验原理为测量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的质量确定对CN-的处理,由于乙装置中产生N2、CO2、Cl2、H2O,氯气与水都能被碱石灰吸收,影响二氧化碳质量的测定.所以进入干燥管Ⅰ的气体应除去氯气与水,用浓硫酸吸水,用铜网除去氯气,故丙装置中的试剂是浓硫酸,丁装置的目的是除去Cl2
故答案为:浓硫酸;除去Cl2
(4)干燥管Ⅰ的作用是吸收CO2,测定生产的二氧化碳的质量,空气中的CO2、水蒸气进入干燥管Ⅰ干扰实验,干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的CO2、水蒸气进入干扰实验;
故答案为:防止空气中的水和CO2进入干燥管I中影响对CO2的测量;
(5)装置中残留有CO2未被完全吸收,导致测定的二氧化碳质量偏低,通入N2使装置中的CO2全部被排到干燥管I中被吸收,减少误差;
故答案为:使装置中的CO2全部被排到干燥管I中被吸收,减少误差;
(6)干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g为二氧化碳的质量,物质的量为
1.408g
44g/mol
=0.032mol,根据碳元素守恒可知被处理的CN-的物质的量为n(CN-)=n(CO2)=0.032mol,原溶液中CN-的物质的量为0.2L×0.2mol/L=0.04mol,所以该实验中测得CN-被处理的百分率为
0.032mol
0.04mol
×100%=80%;
故答案为:80%.
举一反三
高氯酸按(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取
NaClO4 (aq)+NH4Cl(aq)
 90℃ 
.
 
NH4ClO4 (aq)+NaCl(aq)
(1)若NH4Cl用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是______.
(2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.15(相关物质的溶解度曲线见图1).从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)______干燥.

魔方格

(3)样品中NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定,蒸馏装置如图2所示(加热和仪器固定装代已略去),实验步骤如下:
步骤1:按图2所示组装仪器,检查装置气密性.
步骤2:准确称取样品a  g(约 0.5g)于蒸馏烧瓶中,加入约150mL水溶解.
步骤3:准确量取40.00mL约0.1mol•L-¹H2SO4 溶解于锥形瓶中.
步骤4:经滴液漏斗向蒸馏瓶中加入20mL  3mol•L-¹NaOH溶液.
步骤5:加热蒸馏至蒸馏烧瓶中神域约100mL溶液.
步骤6:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次,洗涤液并入锥形瓶中.
步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用c mol•L-¹NaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶液v1mL
步骤8:将实验步骤1-7重复2次
①步骤3中,准确量取40.00mlH2SO4溶液的玻璃仪器是______.
②步骤1-7中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验是______(填写步骤号).
③为获得样品中NH4ClO4的含量,还需补充的实验是______.
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为测定人体血液中Ca2+的含量,设计了如下方案:
魔方格
有关反应的化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O若血液样品为15mL,滴定生成的草酸消耗了0.001mol•L-1的KMnO4溶液15.0mL,则这种血液样品中的含钙量为(  )
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A.0.001mol•L-1B.0.0025mol•L-1
C.0.0003mol•L-1D.0.0035mol•L-1
某课外小组欲通过实验证明方铅矿分解所得白色粉末中含有氧元素,设计以下的实验装置:
在实验或改进实验中,可能发生的化学反应如下:
PbO+C
  △  
.
 
Pb+CO↑,2PbO+C
  △  
.
 
2Pb+CO2↑,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
[Cu(NH32]Ac+CO+2NH3⇌[Cu(NH34]Ac•CO△H<0.请回答以下问题:
(1)在装置A中不断鼓入氮气的作用是______,能否用空气代替氮气?______,其理由是______.
(2)在实验过程中,未见B装置中有白色沉淀生成,说明在装置A中发生反应的化学方程式是______,证明氧化铅里含有氧元素的实验事实是______.
(3)若使实验更具有说服力,通过增添设备和药品,设计一个更加严密的改进实验方案是______.
(4)若没有木炭粉和氮气,改用氢气行吗?______,实验的装置和药品又将做怎样的调整?______.魔方格
Ⅰ高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料.
实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:
(1)制备MnSO4溶液:
在烧瓶中(装置见右图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,反应3h.停止通入SO2,继续反应片刻,过滤(已知MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O).
①石灰乳作用______.
②若实验中将N2换成空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如右图.导致溶液中Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是______.
魔方格

(2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7,请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH].
①______;②______;③检验SO42-是否被洗涤除去;④______;⑤低于100℃干燥.
Ⅱ锌铝合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si等元素.实验室测定其中Cu含量的步骤如下:
①称取该合金样品1.1g,用HCl和H2O2溶解后,煮沸除去过量H2O2,过滤,滤液定容于
250mL容量瓶中.
②用移液管移取50.00mL滤液于250mL碘量瓶中,控制溶液的pH=3~4,加入过量KI溶液(生成CuI和I2)和指示剂,
用0.01100mol⋅L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2至终点(反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),消耗Na2S2O3溶液6.45mL.
(1)判断步骤②滴定终点的方法是______.
(2)计算合金中Cu的质量分数______.魔方格
氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料.某AlN样品仅含有趾Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案.(已知:AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑)
【方案1】取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去).

(1)如图C装置中球形干燥管的作用是______.
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先______,再加入实验药品.接下来的实验操作是______,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体.打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化.通入氮气的目的是______.
(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见______.
【方案2】用如图装置测定mg样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去).

(4)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是______.
a.CCl4b.H2O
c.NH4Cl溶液 d.

(5)若mg样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则AlN的质量分数是______.
【方案3】按以下步骤测定样品中AlN的纯度:

(6)步骤②生成沉淀的离子方程式为______.
(7)若在步骤③中未洗涤,测定结果将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).