某工业废水中含有CN-和Cr2O等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：回答下列问题：步骤②中，CN-被ClO-氧化为CNO-

题文

某工业废水中含有CN^-和Cr₂O

等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：



回答下列问题：
（1）步骤②中，CN^-被ClO^-氧化为CNO^-的离子方程式为________________。
（2）步骤③的反应为S₂O₃^2－＋Cr₂O₇^2－＋H^＋

SO₄^2－＋Cr^3＋＋H₂O（未配平），则每消耗0.4mol Cr₂O₇^2－转移__________mol e^-。
（3）含Cr³⁺废水可以加入熟石灰进一步处理，目的是____________________。
（4）在25℃下，将amol/L的NaCN溶液与0.01mol/L的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH＝7，则a________0.01（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka＝_________________。
（5）取工业废水水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀。该过程中反应的离子方程是________。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）CN^－＋ClO^－＝CNO^－＋Cl^－（2分）     （2） 2.4（2分）
（3）调节废水pH，使其转化成Cr(OH)₃沉淀除去（2分，其它合理答案均给分）
（4）＞（2分）      (100a－1)×10^－7 mol·L^－1（2分，单位不写也给分）
（5）Cu^2＋＋2OH^－＝Cu(OH)₂↓（2分），
Cu(OH)₂(s)＋S^2－(aq)＝CuS(s)＋2OH^－(aq)（2分，不注明状态也给分）

解析

（1）步骤②中，CN^－被ClO^－氧化为CNO^－，因为是在碱性环境中，所以ClO^－只能被还原为Cl^－，因此反应的离子方程式为CN^－＋ClO^－＝CNO^－＋Cl^－。
（2）根据方程式可知，在反应中Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子，所以0.4 mol Cr₂O₇^2-转化为Cr^3＋时转移电子的物质的量＝0.4mol×（6－3）×2＝2.4mol。
（3）熟石灰是强碱，溶于水显碱性，所以含Cr³⁺废水中加入熟石灰进一步处理的目的是调节废水pH，使其转化成Cr(OH)₃沉淀除去。
（4）NaCN与盐酸反应生成HCN和氯化钠，反应后测得溶液pH＝7，这说明NaCN过量，因此a＞mol/L。根据电荷守恒c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(OH^－)＋c(Cl^－)＋c(CN^－)和物料守恒c(Na^＋)＝c(CN^－)＋c(HCN)可知，c(HCN)＝c(Cl^－)＝0.005mol/L，c(CN^－)＝0.5amol/L－0.005mol/L，所以该温度下HCN的电离常数Ka＝

＝

＝(100a－1)×10^－7 mol·L^－1。
（5）蓝色沉淀为Cu(OH)₂，CuS(s)比Cu(OH)₂(s)更难溶，发生了沉淀的转化，所以反应的化学方程式为Cu^2＋＋2OH^－＝Cu(OH)₂↓、Cu(OH)₂(s)＋S^2－(aq)＝CuS(s)＋2OH^－(aq)。

考点

据考高分专家说，试题“某工业废水中含有CN-和Cr2O等离子，.....”主要考查你对 [离子共存 ]考点的理解。

离子共存

离子共存：

所谓离子共存实质上就是看离子间是否发生反应。若离子在溶液中发生反应，就不能共存。

因能发生氧化还原反应而不共存的离子有：
（注：“√”表示能发生反应，“×”表示不能发生反应）

S^2-

SO₃^2-

I^-

Fe²⁺

Br^-

Cl^-(H⁺)

MnO₄^-

√

√

√

√

√

√

ClO^-

√

√

√

√

√

√

NO₃^-(H⁺)

√

√

√

√

√

×

Fe³⁺

√

√

√

×

×

×

因能发生复分解反应而不共存的离子有：

• 离子间相互结合生成难溶物或微溶物
  Ba²⁺、Ca²⁺CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-Ag⁺CO₃^2-、SO₃^2-、Cl^-
• 离子间相互结合生成气体或挥发性物质
  H⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S^2-、HS^-OH^-NH₄⁺
• 离子间相互结合生成弱电解质
  H⁺ CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、CH₃COO^-、F^-弱酸OH^-NH₄⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺弱碱H⁺水

因能发生双水解的离子有：

Al³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、SO₃^2-、HSO₃^-、S₂^-、HS^-、AlO₂^-、ClO^-Fe³⁺CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-NH₄⁺SiO₃^2-、AlO₂^-

因发生络合反应而不共存的离子有：

Fe³⁺ SCN^-Ag⁺、Cu²⁺NH₃·H₂O

null

null

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判断离子是否共存的几种情况：

（1）发生复分解反应，离子不能大量共存。
①有气体产生    如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。
②有沉淀生成    如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能与SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；
                            Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能与OH^-大量共存；
                            Pb²⁺与Cl^-，Fe²⁺与S^2-、Ca²⁺与PO₄^3-、Ag⁺与I^-不能大量共存。
③有弱电解质生成   如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、C₁₇H₃₅COO^-与H⁺不能大量共存；
                                   一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO₄^-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；
                                    NH₄⁺与OH^-不能大量共存。
（2）发生氧化还原反应，离子不能大量共存
①具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存    如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。
②在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存    如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；
    SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O不能共存 ；H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。
（3）能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）
例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。
（4）溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe²⁺、Fe³⁺与SCN^-不能大量共存。
主要题目要求的限定：
（1）酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。
（2）溶液的颜色：有色离子MnO₄^-（紫色）、Fe³⁺（棕黄）、Fe²⁺（浅绿）、Cu²⁺（蓝）、Fe(SCN)₂⁺（红）、Fe(SCN)₆^3-（血红）。
（3）要求“大量共存”还是“不能大量共存”。