Question

未來生活中金屬鈦的運用會越來越廣泛，例如可用TiO₂作催化劑，用NaClO將CN^-（毒性很強）氧化成CNO^-，再在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化成N₂和CO₂．環(huán)保工作人員在密閉系統(tǒng)中用下圖裝置進行實驗，以證明處理方法的有效性，并通過測定二氧化碳的量確定CN^-被處理的百分率．
環(huán)保工作人員設(shè)計以下操作步驟：







Ⅰ．將濃縮后含CN^-的污水與過量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN^-的濃度為0.05mol/L）倒入A中，塞上橡皮塞．
Ⅱ．一段時間后，打開橡皮塞和活塞，使溶液全部放入B中，關(guān)閉活塞．請回答下列問題：
（1）裝置B、C、D、E、F中有錯誤的是

 

（填字母），裝置錯誤經(jīng)改正后請簡答（2）～（4）題．
（2）B中生成的氣體除N₂、H₂O和CO₂外，還有副產(chǎn)物HCl、Cl₂．E用于除去Cl₂，C中盛裝的試劑是

 

，裝有堿石灰的干燥管的作用是

 

．
（3）B中反應(yīng)的離子方程是

 

．
（4）F中盛有含Ca（OH）₂0.02mol的石灰水，若實驗中F中共生成0.82g沉淀，則該實驗中測得CN^-被處理的百分率等于

 

．該測得值與工業(yè)實際處理的百分率相比總是偏低，請?zhí)岢鲆粋�能提高準確度的建議（要有可操作性，且操作簡單）：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：

分析：（1）根據(jù)實驗的原理，利用該裝置氣體經(jīng)過溶液的流向分析判斷；
（2）B中生成的氣體除N₂、H₂O和CO₂外，還有副產(chǎn)物HCl、Cl₂．E用于除去Cl₂，則C用于除去HCl，應(yīng)用飽和食鹽水，裝有堿石灰的干燥管的作用是防止空氣中的二氧化碳進入F中影響測定準確度；
（3）根據(jù)用TiO₂作催化劑，用NaClO將CN^-（毒性很強）氧化成CNO^-，再在酸性條件下繼續(xù)被NaClO氧化成N₂和CO₂，則在A里發(fā)生NaClO將CN^-（毒性很強）氧化成CNO^-，在B中發(fā)生NaClO氧化CNO^-成N₂和CO₂，結(jié)合氧化還原反應(yīng)得失電子守恒書寫；
（4）根據(jù)碳原子守恒，計算出被處理的CN^-的物質(zhì)的量，再利用200mL（其中CN^-的濃度0.05mol/L）求出CN^-被處理的百分率；能提高準確度的建議有：控制CO₂的產(chǎn)生速度，使裝置中滯留的CO₂盡可能多到與Ca（OH）₂反應(yīng)，將戊中澄清石灰水改為濃度較大到NaOH溶液，反應(yīng)結(jié)束后戊中加入足量CaCl₂后測沉淀質(zhì)量等方面分析．

解答： 解：（1）根據(jù)實驗的原理，氣體經(jīng)過溶液時應(yīng)長管進短管出，所以裝置B、C、D、E、F中有錯誤的是B、F，
故答案為：B、F；
（2）B中生成的氣體除N₂、H₂O和CO₂外，還有副產(chǎn)物HCl、Cl₂．E用于除去Cl₂，則C用于除去HCl，應(yīng)用飽和食鹽水，裝有堿石灰的干燥管的作用是防止空氣中的二氧化碳進入F中影響測定準確度，
故答案為：飽和食鹽水；防止空氣中的二氧化碳進入F中影響測定準確度；
（3）根據(jù)題意可知，乙中的反應(yīng)為酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂，反應(yīng)離子方程式為2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O，
故答案為：2CNO^-+2H⁺+3ClO^-=N₂↑+2CO₂↑+3Cl^-+H₂O；
（4）200mL（其中CN^-的濃度0.05mol/L）混合液中含有的CN^-的物質(zhì)的量是：0.2L×0.05mol/L=0.01mol，根據(jù)碳原子守恒，生成0.01mol二氧化碳，所以石灰水過量，生成的碳酸鈣的物質(zhì)的量是：0.0082mol，反應(yīng)的CN^-的物質(zhì)的量是0.0082mol，CN^-被處理的百分率是：

0.0082mol

0.01mol

×100%=82%；
能提高準確度的建議有：建議一：不將A中溶液一次全部加入B中，改為分次加入，控制CO₂的產(chǎn)生速度；
建議二：B中瓶塞改為三孔塞，增加的那個孔中插入一根導管到液面以下，反應(yīng)結(jié)束后緩緩通入除去CO₂的空氣，使裝置中滯留的CO₂盡可能多到與Ca（OH）₂反應(yīng)．
建議三：將F中澄清石灰水改為濃度較大到NaOH溶液，反應(yīng)結(jié)束后F中加入足量CaCl₂后測沉淀質(zhì)量等，
故答案為：82%；建議一：不將A中溶液一次全部加入B中，改為分次加入，控制CO₂的產(chǎn)生速度；
建議二：B中瓶塞改為三孔塞，增加的那個孔中插入一根導管到液面以下，反應(yīng)結(jié)束后緩緩通入除去CO₂的空氣，使裝置中滯留的CO₂盡可能多到與Ca（OH）₂反應(yīng)；
建議三：將F中澄清石灰水改為濃度較大到NaOH溶液，反應(yīng)結(jié)束后F中加入足量CaCl₂后測沉淀質(zhì)量等．

點評：本題考查了電鍍后的廢水中CN^-離子的含量測定，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強，側(cè)重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生規(guī)范嚴謹?shù)膶嶒炘O(shè)計、操作能力．