Question

保護(hù)環(huán)境是全球關(guān)注的問(wèn)題．
Ⅰ．某環(huán)保部門處理含CN^-電鍍廢水的方法如圖（CN^-的CNO^-中的N的化合價(jià)均為-3價(jià)）：

某學(xué)習(xí)小組依據(jù)上述方法，用下圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行該電鍍廢水處理的研究．



操作步驟：
i．先關(guān)閉裝置甲的開(kāi)關(guān)，再將含CN^-廢水與過(guò)量NaClO溶液混合，取200mL混合液（其中c（CN^-）為0.200mol?L^-1）加到裝置甲中，塞上橡皮塞．
ii．裝置甲中，充分反應(yīng)后，打開(kāi)橡皮塞和開(kāi)關(guān)，使溶液全部流入裝置乙中，關(guān)閉開(kāi)關(guān)．
iii．測(cè)定干燥管I增加的質(zhì)量．
（1）寫出裝置乙中反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（2）裝置丙中的試劑是

 

，裝置丁的作用是

 

．
（3）假定上述實(shí)驗(yàn)中的氣體都被充分吸收．若干燥管I增重1.408g．則CN^-被處理的百分率為

 

．
（4）你認(rèn)為用此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，與（3）對(duì)比，CN^-被處理的百分率將

 

（填“偏高”、“偏低”、“無(wú)法確定”或“無(wú)影響”）．簡(jiǎn)述你的理由：

 

．
Ⅱ．防治空氣污染，燃煤脫硫很重要．目前，科學(xué)家對(duì)Fe³⁺溶液脫硫技術(shù)的研究已取得新成果．
（5）科學(xué)研究表明，脫硫率與Fe³⁺濃度、pH關(guān)系如圖1、2．

為達(dá)到最佳脫硫效果，應(yīng)采取的適合[Fe³⁺]及pH分別是

 

、

 

．
（6）某學(xué)習(xí)小組為了探究“SO₂與Fe³⁺反應(yīng)的產(chǎn)物”，將過(guò)量的SO₂通入FeCl₃溶液后，各取10mL反應(yīng)液分別加到編號(hào)為A、B、C的試管中，并設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的3個(gè)方案：
方案①：A中加入少量KMnO₄溶液，紫紅色褪去．
方案②：B中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅．
方案③：C中加入稀鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀．
上述實(shí)驗(yàn)方案中不合理的是

 

．

Answer 1

分析：（1）酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl₂；
（2）實(shí)驗(yàn)原理為測(cè)量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對(duì)CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，所以進(jìn)入干燥管Ⅰ的氣體應(yīng)除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網(wǎng)除去氯氣；
（3）干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質(zhì)的量為n（CN^-）=n（CO₂），原溶液中CN^-的物質(zhì)的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，據(jù)此計(jì)算；
（4）用此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，與（3）對(duì)比，氯氣可能吸收不完全，部分二氧化碳?xì)埩魶](méi)有被干燥管I吸收，或均有可能；
（5）利用脫硫率與Fe³⁺濃度、pH關(guān)系圖分析；
（6）①中二氧化硫、亞鐵離子均能被高錳酸鉀氧化；
②加入KSCN溶液，不變紅，不存在鐵離子，再加入新制的氯水，溶液變紅，說(shuō)明存在亞鐵離子；
③白色沉淀為硫酸鋇．

解答：解：（1）由題意可知，酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl₂，反應(yīng)離子方程式為2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)原理為測(cè)量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對(duì)CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定．所以進(jìn)入干燥管Ⅰ的氣體應(yīng)除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網(wǎng)除去氯氣，故丙裝置中的試劑是濃硫酸，丁裝置的目的是除去Cl₂；
故答案為：濃硫酸；除去Cl₂；
（3）干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

1.408g

44g/mol

=0.032mol，根據(jù)碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質(zhì)的量為n（CN^-）=n（CO₂）=0.032mol，原溶液中CN^-的物質(zhì)的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，所以該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得CN^-被處理的百分率為

0.032mol

0.04mol

×100%=80%；
故答案為：80%；
（4）用此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，與（3）對(duì)比，若部分氯氣在裝置丁中沒(méi)有被吸收而在干燥管I中被吸收，則偏高；
若部分二氧化碳?xì)埩魶](méi)有被干燥管I吸收，則CN^-被處理的百分率將偏低，
若部分氯氣在裝置丁中沒(méi)有被吸收而在干燥管I中被吸收，且部分二氧化碳?xì)埩魶](méi)有被干燥管I吸收，處理的百分率無(wú)法確定，
故答案為：偏高；部分氯氣在裝置丁中沒(méi)有被吸收而在干燥管I中被吸收；
（5）由圖可知，圖2中對(duì)應(yīng)的濃度、pH效果好，且濃度為1.50g/L，pH=2.0達(dá)到最佳脫硫效果，故答案為：1.50g/L；2.0；
（6）①中二氧化硫、亞鐵離子均能被高錳酸鉀氧化，且二氧化硫過(guò)量，不能說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)物中含亞鐵離子，不合理；
②加入KSCN溶液，不變紅，不存在鐵離子，再加入新制的氯水，溶液變紅，說(shuō)明存在亞鐵離子，可說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)物，方案合理；
③白因亞硫酸鋇能溶于酸，色沉淀為硫酸鋇，可說(shuō)明二氧化硫被氧化為硫酸根離子，方案合理，
故答案為：方案①．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)組成與含量的測(cè)定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置理解與評(píng)價(jià)、閱讀獲取信息的能力等，題目難度較大，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用分析解決問(wèn)題的能力，學(xué)習(xí)中全面把握基礎(chǔ)知識(shí)．