Question

【題目】氰化物在冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛，含氰廢水的處理顯得尤為重要．含氰廢水中的氰化物常以[Fe（CN）6]3﹣和CN﹣的形式存在，工業(yè)上有多種廢水處理方法．
（1）電解處理法
圖1電源廢水鐵電極石墨電極
用圖1所示裝置處理含CN﹣廢水時(shí)，控制溶液pH為9～10并加入NaCl，一定條件下電解，陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO﹣將CN﹣氧化為無(wú)害物質(zhì)而除去．鐵電極為（填“陰極”或“陽(yáng)極”），陽(yáng)極產(chǎn)生ClO﹣的電極反應(yīng)為 ．
（2）UV（紫外光線的簡(jiǎn)稱）﹣H2O2氧化法． 實(shí)驗(yàn)過程：取一定量含氰廢水，調(diào)節(jié)pH，加入一定物質(zhì)的量的H2O2 ， 置于UV工藝裝置中，光照一定時(shí)間后取樣分析．
【查閱資料】①在強(qiáng)堿性溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O，[Fe（CN）6]4﹣更穩(wěn)定；
②[Fe（CN）6]3﹣轉(zhuǎn)化為CN﹣容易被H2O2除去；
③HCN是有毒的弱酸，易揮發(fā)．
Ⅰ.廢水中的CN一經(jīng)以下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化：CN一+H2O2+H2O═A+NH3↑，則A是（用符號(hào)表示）．
Ⅱ.K3[Fe（CN）6]在中性溶液中有微弱水解，用方程式表示水解反應(yīng) ．
Ⅲ.含氰廢水在不同pH下的除氰效果如圖2所示，pH選擇的最佳范圍應(yīng)為（a．7﹣10；b．10﹣11；c．11﹣13），解釋選擇該pH范圍的原因 ．
Ⅳ.圖3表示某pH時(shí)，加入不同量H2O2 ， 處理30min后測(cè)定的樣品含氰濃度．由圖可知：n（H2O2）：n（CN﹣）=250：1時(shí)，剩余總氰為0.16mgL﹣1 ， 除氰率達(dá)80%，計(jì)算0﹣30min時(shí)間段反應(yīng)速率v（CN﹣）=mgL﹣1min﹣1（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】
（1）陰極；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O
（2）HCO3﹣；[Fe（CN）6]3﹣+3H2O?Fe（OH）3+3HCN+3CN﹣；b；堿性適中，有利于[Fe（CN）6]3﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镃N﹣而被氧化；堿性太強(qiáng)，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后難以除去；堿性太弱[Fe（CN）6]3﹣難以水解釋放出CN﹣（且水解產(chǎn)生少量HCN有毒）；0.021
【解析】解：（1）廢水中含CN﹣ ， 控制溶液pH為9～10并加入NaCl，陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO﹣將CN﹣氧化，說(shuō)明溶液中的氯離子在陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O，陰極是氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，鐵是活性電極，在裝置中只能作陰極，不參加反應(yīng)，所以答案是：陰極；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O；（2）Ⅰ根據(jù)離子反應(yīng)方程式CN﹣+H2O2+H2O═A+NH3↑可知，N化合價(jià)為﹣3價(jià)，反應(yīng)前后不改變，只能是雙氧水將C從+2介氧化到+4價(jià)，根據(jù)電荷守恒和原子守恒，A應(yīng)是帶一個(gè)負(fù)電荷的陰離子，且包含1個(gè)C，1個(gè)H，3個(gè)O，即HCO3﹣ ，
所以答案是：HCO3﹣；ⅡFe（OH）3是弱堿，HCN是弱酸，則K3[Fe（CN）6]在中性溶液中有Fe3+和CN﹣發(fā)生微弱水解，即[Fe（CN）6]3﹣+3H2OFe（OH）3+3HCN+3CN﹣ ，
所以答案是：[Fe（CN）6]3﹣+3H2OFe（OH）3+3HCN+3CN﹣；Ⅲ圖2顯示，PH在10﹣11時(shí)，除氰率超過80%，堿性適中，有利于[Fe（CN）6]3﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镃N﹣而被氧化；堿性太強(qiáng)，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后難以除去；堿性太弱[Fe（CN）6]3﹣難以水解釋放出CN﹣（且水解產(chǎn)生少量HCN有毒），
所以答案是：b；堿性適中，有利于[Fe（CN）6]3﹣轉(zhuǎn)變?yōu)镃N﹣而被氧化；堿性太強(qiáng)，溶液中4[Fe（CN）6]3﹣+4OH﹣═4[Fe（CN）6]4﹣+O2↑+2H2O生成[Fe（CN）6]4﹣后難以除去；堿性太弱[Fe（CN）6]3﹣難以水解釋放出CN﹣（且水解產(chǎn)生少量HCN有毒）；Ⅳ剩余總氰為0.16mgL﹣1 ， 除氰率達(dá)80%，則氰的總量為：0.16mgL﹣1÷（1﹣80%）=0.80mgL﹣1 ，
0﹣30分鐘氰的改變量為：△c（CN﹣）=0.80mgL﹣1×80%=0.64mgL﹣1 ， v（CN﹣）= = =0.021mgL﹣1min﹣1 ，
所以答案是：0.021．