Question

天津“8.12"爆炸中扩散的CN^-造成部分水体污染。某小组欲检测污水中CN^-的浓度并模拟电化学法除去CN^-。

探究I  检测CN-浓度

资料：碱性条件下发生离子反应：2CN^- +5 H₂O₂+9OH^-=2CO₃^2-+N₂+6H₂O

实验装置如图（其中加热、夹持装置省略）。（不考虑污水中其它离子反应）

（1）加入药品之前的操作是            ；C中试剂是             

（2）实验步骤如下：

步骤1	关闭K1，打开K2，滴入足量H2O2溶液，对B加热。充分反应后，停止加热
步骤2	________，用注射器穿过B装置的胶塞注入___________溶液。
步骤3	打开K1，通入N2。

（3）计算CN^-的浓度，需称得的质量是             。

（4）为了使检测更加准确，上述（2）中操作要特别注意一些事项。请写出至少一条            。

探究Ⅱ  电化学法处理CN-的影响因素

由下图装置模拟电化学法实验，有关结果如右表。

（5）根据表格信息分析。

①X电极名称：________________；

②实验（1）中X换成Zn，则电流计读数的范围为________________

③若乙装置中阳极产生无毒无害物质，其电极方程式为              ；该实验说明电化学法处理CN-，影响处理速率的因素有              （至少两条）。

Answer

（1）检查装置的气密性，浓硫酸；（2）关闭K2，稀硫酸；（3）反应前后D装置的质量；（4）加稀硫酸时要缓慢注入(要缓慢通入N2或给B加热时温度不能过高或加入稀硫酸要足量)；（5）①负极；②I～1.5I；③2CN－＋12OH－－10e－=2CO32－＋N2↑＋6H2O，负极金属材料的活泼性，甲中电解质溶液浓度(或石墨表面O2浓度)。

【解析】

试题分析：此反应有气体的生成，因此应先检验气密性，检测CN－的浓度，需要测量CO2，因为含有水蒸气，需要除去，因此C装置中盛放浓硫酸；（2）关闭K2，把CO32－转化成CO2让D装置吸收，因此注入稀硫酸；（3）装置D的作用吸收产生的CO2，因此需要称量D装置反应后的质量；（4）产生的CO2要被D装置全部吸收，因此通入N2时缓慢通入，或者加入硫酸时要缓慢且足量等；（5）①根据原电池的工作原理，以及表格X电极材料，X电极为负极；②根据金属活动性，锌比铁活泼，比铝弱，因此电流计的读数范围是I～1.5I；③石墨I连接原电池的正极，石墨I为阳极，CN－在此放电，转化成无毒无害的物质，即N2和CO2，因为环境是碱性环境，CO2转化成CO32－，因此电极反应式为：2CN－＋12OH－－10e－=2CO32－＋N2↑＋6H2O，根据表格，相同条件下，负极金属材料的活泼性，越活泼处理速率越快，或者氧气的浓度，浓度越大，处理速率越快，或者电解质的浓度。

考点：考查实验基本操作、原电池、信息处理等知识。