Question

某電鍍銅廠有兩種廢水需要處理，一種廢水中含有CN^-離子，另一種廢水中含有Cr₂O₇^2-離子．該廠擬定如圖所示的廢水處理流程．

回答以下問題：
（1）上述處理廢水的流程中主要使用的方法是

 

．
（2）②中使用的NaClO溶液呈堿性，用離子方程式解釋原因

 

．
（3）②中反應(yīng)后無氣體放出，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）③中反應(yīng)時，每0.4mol Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol e^-，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（5）取少量待檢水樣于試管中，先加入NaOH溶液，觀察到有藍(lán)色沉淀生成，繼續(xù)加入NaOH溶液，直到不再產(chǎn)生藍(lán)色沉淀為止，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且藍(lán)色沉淀逐漸減少．待檢水樣中還有

 

，判定原因

 

，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，請你使用化學(xué)用語，結(jié)合必要的文字解釋其原因

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）由轉(zhuǎn)化圖及圖中的物質(zhì)可知，NaClO、Cr₂O₇^2-離子都具有氧化性，則實(shí)現(xiàn)離子的轉(zhuǎn)化是利用氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的；
（2）利用鹽的水解來分析鹽溶液顯堿性的原因；
（3）CN^-離子具有還原性、NaClO具有氧化性，利用氧化還原來分析，并注意無氣體生成來判斷生成物；
（4）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子來計(jì)算被還原后Cr元素的化合價，再書寫離子方程式；
（5）根據(jù)銅離子與氫氧根離子反應(yīng)生成沉淀及沉淀的轉(zhuǎn)化來分析．

解答： 解：根據(jù)題目流程知道：廢水處理過程中，調(diào)節(jié)pH，可以發(fā)生反應(yīng)：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-，3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，含有CNO^-和SO₄²的水樣繼續(xù)處理即可得到待檢水樣．
（1）由圖可知，將廢水中的離子實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化時，利用了氧化還原反應(yīng)，則主要使用的方法為氧化還原法，故答案為：氧化還原法；
（2）NaClO溶液呈堿性，是因次氯酸根離子水解生成氫氧根離子導(dǎo)致的，則離子反應(yīng)為ClO^-+H₂OHClO+OH^-，故答案為：ClO^-+H₂OHClO+OH^-；  
（3）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無氣體放出，則生成CNO^-、Cl^-離子，離子反應(yīng)為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-，故答案為：CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
（4）每0.4molCr₂O₇^2-轉(zhuǎn)移2.4mol的電子，設(shè)還原后Cr元素的化合價為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，則離子反應(yīng)為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O，
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（5）因銅離子與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則加入Na₂S溶液能發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化，Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq），
故答案為：Cu²⁺；Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓；Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）=CuS （s）+2OH^-（aq）；CuS比Cu（OH）₂更難溶（或溶解度更小）．

點(diǎn)評：本題是一道注重了化學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系的綜合知識題，考查利用氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)廢水的轉(zhuǎn)化，涉及實(shí)驗(yàn)操作，氧化還原反應(yīng)等，明確該反應(yīng)中的生成物是解本題關(guān)鍵，結(jié)合原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒來分析解答，題目難度中等．本題考查利用氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)廢水的轉(zhuǎn)化，注重了化學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系，學(xué)生應(yīng)學(xué)會利用物質(zhì)的性質(zhì)、元素的化合價、電子守恒等來解答．