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氰化氫(HCN)分子被認(rèn)為是生命起源中重要的中間體之一,主要應(yīng)用于電鍍業(yè)、采礦業(yè)等,可制造各種樹脂單體。迄今為止,它所產(chǎn)生的與生物相關(guān)聯(lián)的化合物種類最多。
(1)HCN的合成
氰化氫可用甲烷氨氧化法合成,其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:CH4(g)+NH3(g)
隔絕空氣
1200
-
1400
HCN(g)+3H2(g)ΔH。
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 C-H N-H C≡N H-H
E(kJ/mol) 414 393 891 436.4
上述反應(yīng)的ΔH為
+220.8kJ/mol
+220.8kJ/mol
。
(2)HCN的性質(zhì)
已知25℃時(shí)有關(guān)弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表:
弱電解質(zhì)化學(xué)式 CH3COOH HCN H2CO3 HNO2 NH3?H2O
電離平衡常數(shù) 1.8×10-5 4.9×10-10 K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
7.2×10-4 1.8×10-5
①HCN具有酸性,能與氨水發(fā)生反應(yīng):HCN+NH3H2O?
NH
+
4
+CN-+H2O,此反應(yīng)在常溫下的平衡常數(shù)K約為
0.882
0.882
;NH4CN溶液呈
性。
②已知可發(fā)生如下反應(yīng):NaCN+HNO2=HCN+NaNO2,NaCN+HF=HCN+NaF,NaF+HNO2=NaNO2+HF,則HF的電離平衡常數(shù)的范圍為:
4.9×10-10~7.2×10-4
4.9×10-10~7.2×10-4
。
③在KCN溶液中通入少量的二氧化碳,其離子反應(yīng)方程式為:
C
N
-
+
C
O
2
+
H
2
O
=
HCN
+
HC
O
-
3
C
N
-
+
C
O
2
+
H
2
O
=
HCN
+
HC
O
-
3
。
④濃度均為0.1mol/L的NaCN與HCN的混合溶液中,以下推斷正確的是
A
A
。
A.混合溶液pH約為9.3
B.2c(H+)=c(CN-)+c(HCN)+2c(OH-
C.c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(H+)>c(OH-
(3)HCN和CN-的處理
①HCN是一種無色、有毒、易溶于水的氣體,易在空氣中均勻彌散,并易產(chǎn)生爆炸。國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)密閉空間內(nèi)的HCN氣體進(jìn)行了消毒研究,研究中采用NH3、H2O2氣霧、NH3-H2O2氣霧和水霧分別單獨(dú)對(duì)HCN進(jìn)行消毒。由圖可知
NH3-H2O2氣霧
NH3-H2O2氣霧
 為最佳消毒試劑。
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②工業(yè)生產(chǎn)中含氰(CN-)廢水主要來源于選礦、有色金屬冶煉等工業(yè),對(duì)于含氰廢水都應(yīng)高度重視并妥善處理,國家關(guān)于廢水中總氰濃度排放標(biāo)準(zhǔn)為≤0.5mg/L。某工廠實(shí)驗(yàn)室針對(duì)不同濃度焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)處理含氰廢水情況展開研究。反應(yīng)如下:S2
O
2
-
5
+2CN-+2O2+H2O=2CNO-+2H++2
SO
2
-
4
。如圖為氧化后CN-的濃度變化,如果你是工廠研究人員,你認(rèn)為應(yīng)選擇多大濃度的Na2S2O5溶液最合理,請(qǐng)回答并說明理由
應(yīng)選擇3g/L的Na2S2O5溶液,此時(shí)氰根濃度已經(jīng)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),后面再隨著Na2S2O5濃度的增加,氰根濃度繼續(xù)下降,但降幅不大,去除率變化不大且會(huì)增加生產(chǎn)成本
應(yīng)選擇3g/L的Na2S2O5溶液,此時(shí)氰根濃度已經(jīng)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),后面再隨著Na2S2O5濃度的增加,氰根濃度繼續(xù)下降,但降幅不大,去除率變化不大且會(huì)增加生產(chǎn)成本
。
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【答案】+220.8kJ/mol;0.882;堿;4.9×10-10~7.2×10-4;
C
N
-
+
C
O
2
+
H
2
O
=
HCN
+
HC
O
-
3
;A;NH3-H2O2氣霧;應(yīng)選擇3g/L的Na2S2O5溶液,此時(shí)氰根濃度已經(jīng)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),后面再隨著Na2S2O5濃度的增加,氰根濃度繼續(xù)下降,但降幅不大,去除率變化不大且會(huì)增加生產(chǎn)成本
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:36引用:2難度:0.7
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    -
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    c
    H
    2
    C
    O
    3
    c
    HC
    O
    3
    -
    c
    HP
    O
    4
    2
    -
    c
    H
    2
    P
    O
    4
    -
    ]與pH的關(guān)系,得到如圖曲線。下列敘述錯(cuò)誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

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