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未来生活中金属钛的运用越来越广泛 如可在催化剂TiO2作用下 先用NaClO将CN－(毒性很强)氧化

高中 已帮助：人 时间:2025-03-07 13:39:52

未来生活中金属钛的运用越来越广泛，如可在催化剂TiO2作用下，先用NaClO将CN－(毒性很强)氧化成CNO－，再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验，以证明处理方法的有效性，并通过测定二氧化碳的量确定CN－被处理的百分率。

将浓缩后含CN－离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN－的浓度为0.05mol·L－1）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞。回答下列问题：
（1）乙中反应的离子方程式为__________________________________。
（2）乙中生成的气体除N2和CO2外，还有HCl及副产物Cl2等，上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN－的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______（填字母）。
a．饱和食盐水   b．饱和NaHCO3溶液  c．浓NaOH溶液   d．浓硫酸
（3）丁在实验中的作用是____________________________，装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。
（4）戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水，若实验中戊中共生成0.82 g沉淀，则该实验中测得CN－被处理的百分率等于________，请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________？简要说明可能的原因________________________________________________________。
（5）请提出一个能提高准确度的建议（要有可操作性，不宜使操作变得过于复杂）  
_________________________________________________________________________

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难度：⭐⭐⭐

题库：高中,化学

标签：百分率,溶液,活塞

参考解答

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432***119

2025-03-07 13:39:52

（1）CN－+ClO－=CNO－+Cl－ 2CNO－+2H+ +3ClO－=N2↑+2CO2↑+3Cl－+H2O
（2）a
（3）去除Cl2 防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度
（4）82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2；②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应；③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三点中任意答两点即可，每答对一点给1分，共2分)
（5）建议一：不将甲中溶液一次全部加入乙中，改为分次加入，控制CO2的产生速度；
建议二：乙中瓶塞改为三孔塞，增加的那个孔中插入一根导管到液面以下，反应结束后缓缓通入除去CO2的空气，使装置中滞留的CO2尽可能多的与Ca(OH)2反应。
建议三：将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液，反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量。等等(三点中任意答一点即可)

试题分析：（1）CN-与ClO-生成CNO-和Cl-。CNO-与ClO-酸性条件下生成N2、CO2、Cl-和H2O。
（2）除氯化氢气体不能用饱和碳酸氢钠溶液，因氯化氢与碳酸氢钠生成二氧化碳气体，增加了二氧化碳的量；不能用氢氧化钠溶液，因氢氧化钠溶液也能吸收二氧化碳气体；浓硫酸不能吸收氯化氢气体。a正确。
（3）灼热的铜网可除去氯气。澄清石灰水吸收二氧化碳气体，碱石灰吸收空气中的二氧化碳气体。
（4）由CN-~CNO-~CO2~CaCO3得n(CN-)=0.0082mol，混合溶液中CN-为0.01mol，所以CN-处理百分率为0.82。结果偏低的原因可能是二氧化碳气体残留在系统中没有完全反应、二氧化碳气体产生速率快，来不及与澄清石灰水完全反应、澄清石灰水与氯化氢或氯气发生了反应等。
（5）建议一：将甲中溶液缓慢滴加入乙中，控制二氧化碳气体产生的速率；建议二：将乙中增加一导管，实验结束后从左端鼓入不含二氧化碳气体的空气，使系统中二氧化碳气体完全被澄清石灰水吸收。建议三：将澄清石灰水改为NaOH溶液，反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量等。

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