Question

某工業(yè)廢水中含有CN^-和Cr₂O等離子，需經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后才能排放，污水處理廠擬用下列流程進(jìn)行處理：

回答下列問(wèn)題：
（1）步驟②中，CN^-被ClO^-氧化為CNO^-的離子方程式為_(kāi)_______________。
（2）步驟③的反應(yīng)為S₂O₃^2－＋Cr₂O₇^2－＋H^＋SO₄^2－＋Cr^3＋＋H₂O（未配平），則每消耗0.4mol Cr₂O₇^2－轉(zhuǎn)移__________mol e^-。
（3）含Cr³⁺廢水可以加入熟石灰進(jìn)一步處理，目的是____________________。
（4）在25℃下，將amol/L的NaCN溶液與0.01mol/L的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后測(cè)得溶液pH＝7，則a________0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka＝_________________。
（5）取工業(yè)廢水水樣于試管中，加入NaOH溶液觀察到有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)加至不再產(chǎn)生藍(lán)色沉淀為止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，藍(lán)色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀。該過(guò)程中反應(yīng)的離子方程是________。

Answer 1

（1）CN^－＋ClO^－＝CNO^－＋Cl^－（2分）     （2） 2.4（2分）
（3）調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr(OH)₃沉淀除去（2分，其它合理答案均給分）
（4）＞（2分）      (100a－1)×10^－7 mol·L^－1（2分，單位不寫(xiě)也給分）
（5）Cu^2＋＋2OH^－＝Cu(OH)₂↓（2分），
Cu(OH)₂(s)＋S^2－(aq)＝CuS(s)＋2OH^－(aq)（2分，不注明狀態(tài)也給分）

試題分析：（1）步驟②中，CN^－被ClO^－氧化為CNO^－，因?yàn)槭窃趬A性環(huán)境中，所以ClO^－只能被還原為Cl^－，因此反應(yīng)的離子方程式為CN^－＋ClO^－＝CNO^－＋Cl^－。
（2）根據(jù)方程式可知，在反應(yīng)中Cr元素的化合價(jià)從＋6價(jià)降低到＋3價(jià)，得到3個(gè)電子，所以0.4 mol Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr^3＋時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量＝0.4mol×（6－3）×2＝2.4mol。
（3）熟石灰是強(qiáng)堿，溶于水顯堿性，所以含Cr³⁺廢水中加入熟石灰進(jìn)一步處理的目的是調(diào)節(jié)廢水pH，使其轉(zhuǎn)化成Cr(OH)₃沉淀除去。
（4）NaCN與鹽酸反應(yīng)生成HCN和氯化鈉，反應(yīng)后測(cè)得溶液pH＝7，這說(shuō)明NaCN過(guò)量，因此a＞mol/L。根據(jù)電荷守恒c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(Cl^－)＋c(CN^－)和物料守恒c(Na^＋)＝c(CN^－)＋c(HCN)可知，c(HCN)＝c(Cl^－)＝0.005mol/L，c(CN^－)＝0.5amol/L－0.005mol/L，所以該溫度下HCN的電離常數(shù)Ka＝＝＝(100a－1)×10^－7 mol·L^－1。
（5）藍(lán)色沉淀為Cu(OH)₂，CuS(s)比Cu(OH)₂(s)更難溶，發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu^2＋＋2OH^－＝Cu(OH)₂↓、Cu(OH)₂(s)＋S^2－(aq)＝CuS(s)＋2OH^－(aq)。