Question

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

請根據(jù)圖示回答以下問題：
（1）電鍍銅時陽極材料是

 

，電極反應式為

 

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（2）上述處理廢水的流程①～④中涉及到氧化還原反應是（填序號）

 

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（3）②中使用的NaClO溶液呈堿性，用離子方程式解釋原因

 

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（4）②中反應后無氣體放出，該反應的離子方程式為

 

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（5）④中反應時，每0.4mol Cr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子，該反應的離子方程式為

 

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（6）取少量待檢水樣于試管中，先加入NaOH溶液，觀察到有藍色沉淀生成，繼續(xù)加入NaOH溶液，直到不再產(chǎn)生藍色沉淀為止，再加入Na₂S溶液，有黑色沉淀生成，且藍色沉淀逐漸減少，請你使用化學用語，結合必要的文字解釋其原因

 

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Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）根據(jù)電鍍原理分析判斷；
（2）找出每一個流程發(fā)生的反應，根據(jù)氧化還原反應一定有元素化合價的變化分析判斷；
（3）利用鹽的水解來分析鹽溶液顯堿性的原因；
（4）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；
（5）利用每0.4molCr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子來計算被還原后Cr元素的化合價，再書寫離子方程式；
（6）根據(jù)銅離子與氫氧根離子反應生成沉淀及沉淀的轉化來分析．

解答： 解：（1）電鍍時，鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極，所以陽極材料是純銅，電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案為：純銅； Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）在流程②中發(fā)生的化學反應方程式CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-中存在元素化合價的變化，屬于氧化還原反應，在流程④中發(fā)生的化學反應方程式3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O中S元素由+2價變化到+6價，Cr元素由+6價變化到+3價，屬于氧化還原反應；
故答案為：②④；
（3）NaClO溶液呈堿性，是因次氯酸根離子水解生成氫氧根離子導致的，則離子反應為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
故答案為：ClO ^-+H₂O?HClO+OH^-；
（4）堿性條件下，CN^-離子與NaClO發(fā)生氧化還原反應，無氣體放出，則生成CNO^-、Cl^-離子，離子反應為CN^-+ClO^-═CNO^-+Cl^-；
故答案為：CN^-+ClO^-=CNO^-+Cl^-；
（5）每0.4molCr₂O₇^2-轉移2.4mol的電子，設還原后Cr元素的化合價為x，則0.4mol×2×（6-x）=2.4mol，解得x=+3，則離子反應為3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案為：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺=6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
（6）待檢水樣中還有Cu²⁺，加堿發(fā)生Cu²⁺+2OH^-═Cu（OH）₂↓，再加入Na₂S溶液，CuS比Cu（OH）₂更難溶，則發(fā)生Cu（OH）₂（s）+S^2-（aq）═CuS（s）+2OH^-（aq）．
故答案為：待檢水樣中還有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．

點評：本題考查了電解原理、氧化還原反應，注重了化學與實際生產(chǎn)的聯(lián)系，學生應學會利用物質的性質、元素的化合價、電子守恒等來解答．