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20.NaCN、KCN等氰化物是重要的基本化工原料.用于基本化学合成、冶金等.
(1)用含NaCN(N显一3价)的废水合成黄血盐(K4[Fe(CN)6])的主要工艺流程如图:

①写出NaCN的电子式.
②在反应器中发生的主要反应的方程式为6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl.
③加入碳酸钠溶液主要目的是除去其中的Ca2+;.
(2)已知HCN的电离常数Ka=6.2×10-10,浓度均为0.1mol•L-1的NaCN和HCN的混合溶液显碱性(填“酸”、“碱”或“中”) 性,通过计算说明原因${K_h}=\frac{{c(HCN)•c(O{H^-})}}{{c(C{N^-})}}=\frac{{c(HCN)•c(O{H^-})•c({H^+})}}{{c(C{N^-})•c({H^+})}}=\frac{K_W}{K_a}=\frac{{1×{{10}^{-14}}}}{{6.2×{{10}^{-10}}}}$=1.6×10-5>6.2×10-10.
(3)现代开采金矿:先以NaCN溶液浸取粉碎的含金(Au)矿石,通空气,使矿石中的金粒溶解,得到Na[Au(CN)2]( 二氰合金酸钠)溶液;再用锌与Na[Au(CN)2]溶液发生置换反应生成金.金溶解过程中发生的化学方程式为4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH;消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1:2.
(4)臭氧(O3)可以将剧毒的NaCN溶液氧化为无毒的NaCNO,进一步将NaCNO氧化得到N2 和NaHCO3,在氧化过程中,1mol O3得到2mole-.若要处理含NaCN0.001mol•L-1103L,至少需要标准状况下的O356L.

分析 (1)实验目的是合成黄血盐,由流程可知,NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙,发生6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl,然后加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca2+,经过滤后在滤液中加入KCl可转化生成K4[Fe(CN)6,以此解答该题;
(2)根据${K}_{h}=\frac{c(HCN)c(O{H}^{-})}{c(C{N}^{-})}$计算出水解平衡常数,比较NaCN的水解平衡常数和HCN的电离平衡常数可判断溶液的酸碱性;
(3)根据题意可知,NaCN溶液与Au以及空气中的氧气反应,Na[Au(CN)2]( 二氰合金酸钠)溶液,利用元素守恒可书写化学方程式,根据电子得失守恒可计算出消耗的锌与生成的金的物质的量之比;
(4)每摩尔NaCN氧化为N2和和NaHCO3,需要转移5mol电子,1mol O3得到2mole-,根据电子得失守恒可计算出标准状况下的O3 的体积;

解答 解:(1)实验目的是合成黄血盐,由流程可知,NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙,发生6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl,然后加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca2+,经过滤后在滤液中加入KCl可转化生成K4[Fe(CN)6,
①NaCN为离子化合物,电子式为,
故答案为:;
②NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙,发生6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl,
故答案为:6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl;
③反应器中加入氯化钙,加入碳酸钠溶液可除去过量的Ca2+,
故答案为:除去其中的Ca2+;
(2)根据${K}_{h}=\frac{c(HCN)c(O{H}^{-})}{c(C{N}^{-})}$可知,${K_h}=\frac{{c(HCN)•c(O{H^-})}}{{c(C{N^-})}}=\frac{{c(HCN)•c(O{H^-})•c({H^+})}}{{c(C{N^-})•c({H^+})}}=\frac{K_W}{K_a}=\frac{{1×{{10}^{-14}}}}{{6.2×{{10}^{-10}}}}$=1.6×10-5>6.2×10-10,即水解平衡常数大于电离平衡常数,所以溶液呈碱性,
故答案为:碱性;${K_h}=\frac{{c(HCN)•c(O{H^-})}}{{c(C{N^-})}}=\frac{{c(HCN)•c(O{H^-})•c({H^+})}}{{c(C{N^-})•c({H^+})}}=\frac{K_W}{K_a}=\frac{{1×{{10}^{-14}}}}{{6.2×{{10}^{-10}}}}$=1.6×10-5>6.2×10-10;
(3)根据题意可知,NaCN溶液与Au以及空气中的氧气反应,Na[Au(CN)2]( 二氰合金酸钠)溶液,反应的化学方程式为4Au+8NaCN+2H2 O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH,还原1mol金要转移1mol电子,而每mol锌能转移2mol电子,所以消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1:2,
故答案为:4Au+8NaCN+2H2 O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH;1:2;
(4)每摩尔NaCN氧化为N2和和NaHCO3,需要转移5mol电子,1mol O3得到2mole-,根据电子得失守恒可知,若要处理含NaCN0.001mol•L-1103L,至少需要标准状况下的O3 的体积为$\frac{5}{2}$×0.001mol•L-1×103L×22.4L•mol-1=56L,
故答案为:56.

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,为高考常见题型,注意根据流程图把握实验的原理和操作方法,注意运用电子守恒进行计算,难度中等.

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11.用NA表示阿伏加德罗常数值.下列叙述正确的是(  )
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请回答:
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(5)向相同体积的④、⑤溶液中分别加入相同浓度、相同体积的⑥溶液,充分混合后,混合液的pH大小关系为④>⑤(填“>”、“<”或“=”,下同).
(6)若将等体积的②、③溶液加热至相同温度后,溶液的pH大小关系为②>③.

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10.孔雀石绿是化工产品,具有较高毒性,高残留,容易致癌、致畸.其结构简式如图所示.下列关于孔雀石绿的说法正确的是(  )
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B.1 mol孔雀石绿在一定条件下最多可与6 mol H2发生加成反应
C.孔雀石绿属于芳香族化合物
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