Question

處理含氰電鍍廢水時(shí)，可在催化劑TiO₂作用下，先NaC1O將CN^-離子氧化成CNO^-，再在酸性條件下繼續(xù)：NaClO氧化成N₂和CO₂．環(huán)保工作人員在密閉系統(tǒng)中用下圖裝置模擬上述實(shí)驗(yàn)，并測定CN-被處理的百分率．將濃縮后含CN^-離子的污水與過NaClO溶液的混合液共200mL（其CN^-的濃度為0.05mol?L^-1）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段時(shí)間后，打開橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，關(guān)閉活塞．

回答下列問題：
（1）乙中生成簧氣體N₂和CO₂還有副產(chǎn)物HCl及C1₂等，上述實(shí)驗(yàn)是通過測定二氧化碳的量確定對CN^-的處理效果，據(jù)此完成下列問題．
①丙中加入的除雜試劑是

 

 （填字母）
A．飽和食鹽水    B飽和NaHCO₃溶液  C．濃NaOH溶液    D．濃硫酸
②丁在實(shí)驗(yàn)中的作用是

 

（2）裝有堿石灰的干燥管的作用是

 

．
（3）戊中盛有含Ca（OH）₂ 0.02mol的石灰水：若實(shí)驗(yàn)中戊中生成0.82g沉淀，則該實(shí)驗(yàn)中測得CN^-被處理的百分率等于

 

．若該測得值與實(shí)際處理的百分率相比偏低，請簡要說明可能的任意一個(gè)原因

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)裝置綜合

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：由實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)原理可知，乙中的反應(yīng)為酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl₂．丙為除雜裝置，測量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測定．所以進(jìn)入干燥管Ⅰ的氣體應(yīng)除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網(wǎng)除去氯氣，同時(shí)應(yīng)防止空氣中的CO₂、水蒸氣進(jìn)入干燥管Ⅰ干擾實(shí)驗(yàn)．
（1）①丙中飽和食鹽水除去混合氣體中的氯化氫氣體；
②銅網(wǎng)用來除去氯氣；
（2）堿石灰作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置戊中；
（3）根據(jù)碳原子守恒，計(jì)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；裝置中殘留有CO₂未被完全吸收，導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏低．

解答： 解：由實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)原理可知，乙中的反應(yīng)為酸性條件下CNO^-與NaClO反應(yīng)生成N₂、CO₂和Cl₂．丙為除雜裝置，測量干燥管Ⅰ吸收的二氧化碳的質(zhì)量確定對CN^-的處理，由于乙裝置中產(chǎn)生N₂、CO₂、Cl₂、H₂O，氯氣與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測定．所以進(jìn)入干燥管Ⅰ的氣體應(yīng)除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網(wǎng)除去氯氣，同時(shí)應(yīng)防止空氣中的CO₂、水蒸氣進(jìn)入干燥管Ⅰ干擾實(shí)驗(yàn)．
（1）①由上述分析可知，丙中飽和食鹽水除去混合氣體中的氯化氫氣體，故答案為：A；
②丁裝置中銅網(wǎng)用來除去氯氣，故答案為：去除氯氣；
（2）測定二氧化碳進(jìn)入裝置戊中生成沉淀的質(zhì)量可測定CN^-的含量，則丁的作用為避免空氣中的二氧化碳進(jìn)入戊裝置造成測定數(shù)據(jù)的干擾，用堿石灰吸收二氧化碳，
故答案為：防止空氣中CO₂進(jìn)入戊中影響測定準(zhǔn)確度；
（3）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，增多生成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^-被處理的百分率為

0.0082mol

0.01mol

×100%=82%；
裝置乙、丙、丁中可能滯留有CO₂，未被完全吸收，導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏低，測得的CN^-被處理的百分率與實(shí)際值相比偏低，
故答案為：82%；裝置中殘留有CO₂未被完全吸收．

點(diǎn)評：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)裝置綜合、含量測定等，為高頻考點(diǎn)，把握理解實(shí)驗(yàn)原理為解答的關(guān)鍵，注意反應(yīng)、計(jì)算及綜合知識的應(yīng)用，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．