Question

保護環(huán)境是全球關注的問題．
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的化合價均為-3價）：

某學習小組依據上述方法，用下圖實驗裝置進行該電鍍廢水處理的研究．



操作步驟：
i．先關閉裝置甲的開關，再將含CN^-廢水與過量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，充分反應后，打開橡皮塞和開關，使溶液全部流入裝置乙中，關閉開關．
iii．測定干燥管I增加的質量．
（1）寫出裝置乙中反應的離子方程式：

 

．
（2）裝置丙中的試劑是

 

，裝置丁的作用是

 

．
（3）假定上述實驗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）你認為用此裝置進行實驗，與（3）對比，CN^-被處理的百分率將

 

（填“偏高”、“偏低”、“無法確定”或“無影響”）．簡述你的理由：

 

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

為達到最佳脫硫效果，應采取的適合[Fe³⁺]及pH分別是

 

、

 

．
（6）某學習小組為了探究“SO₂與Fe³⁺反應的產物”，將過量的SO₂通入FeCl₃溶液后，各取10mL反應液分別加到編號為A、B、C的試管中，并設計后續(xù)實驗的3個方案：
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，產生白色沉淀．
上述實驗方案中不合理的是

 

．

Answer 1

分析：（1）酸性條件下CNO^-與NaClO反應生成N₂、CO₂和Cl₂；
（2）實驗原理為測量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質量的測定，所以進入干燥管Ⅰ的氣體應除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網除去氯氣；
（3）干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408g為二氧化碳的質量，根據碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質的量為n（CN^-）=n（CO₂），原溶液中CN^-的物質的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，據此計算；
（4）用此裝置進行實驗，與（3）對比，氯氣可能吸收不完全，部分二氧化碳殘留沒有被干燥管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反應生成N₂、CO₂和Cl₂，反應離子方程式為2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O，
故答案為：2CNO^-+6ClO^-+8H⁺═N₂↑+2CO₂↑+3Cl₂↑+4H₂O；
（2）實驗原理為測量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質量的測定．所以進入干燥管Ⅰ的氣體應除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網除去氯氣，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為二氧化碳的質量，物質的量為

1.408g

44g/mol

=0.032mol，根據碳元素守恒可知被處理的CN^-的物質的量為n（CN^-）=n（CO₂）=0.032mol，原溶液中CN^-的物質的量為0.2L×0.2mol/L=0.04mol，所以該實驗中測得CN^-被處理的百分率為

0.032mol

0.04mol

×100%=80%；
故答案為：80%；
（4）用此裝置進行實驗，與（3）對比，若部分氯氣在裝置丁中沒有被吸收而在干燥管I中被吸收，則偏高；
若部分二氧化碳殘留沒有被干燥管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有被吸收而在干燥管I中被吸收，且部分二氧化碳殘留沒有被干燥管I吸收，處理的百分率無法確定，
故答案為：偏高；部分氯氣在裝置丁中沒有被吸收而在干燥管I中被吸收；
（5）由圖可知，圖2中對應的濃度、pH效果好，且濃度為1.50g/L，pH=2.0達到最佳脫硫效果，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，且二氧化硫過量，不能說明反應產物中含亞鐵離子，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，說明存在亞鐵離子，可說明反應產物，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．

點評：本題考查物質組成與含量的測定、對實驗原理與裝置理解與評價、閱讀獲取信息的能力等，題目難度較大，是對知識的綜合運用，理解實驗原理是解題的關鍵，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析解決問題的能力，學習中全面把握基礎知識．