(2016春•衡阳校级期中)生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:破氰反应是指氧化剂将CN
-氧化的反应).
【相关资料】
①氰化物主要是以CN
-和[Fe(CN)
6]
3-两种形式存在.
②Cu
2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu
2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计.
③[Fe(CN)
6]
3-较CN
-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)
6]
3-越稳定,越难被氧化.
【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu
2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如表对比实验:
(l)请完成以下实验设计表1(表中不要留空格)
表1
实验 序号 | 实验目的 | 初始pH | 废水样品体积/mL | CuSO4溶液的体积/mL | 双氧水溶液的体积/mL | 蒸馏水的体积/mL |
① | 为以下实验操作参考 | 7 | 60 | 10 | 10 | 20 |
② | 废水的初始pH对破氰反应速率的影响 | 12 | 60 | 10 | 10 | 20 |
③ | | 7 | 60 | | | 10 |
实验测得含氰废水中的总氰浓度(以CN
-表示)随时间变化关系如图所示.
(2)实验①中20~60min时间段反应速率:υ(CN
-)=
mol•L
-1•min
-1.
(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能是
(填一点即可).在偏碱性条件下,含氰废水中的CN
-最终被双氧水氧化为HCO
3-,同时放出NH
3,试写出该反应的离子方程式:
.
(4)该兴趣小组同学要探究Cu
2+是否对双氧水氧化法破氰反应起催化作用,请你帮助他设计实验并验证上述结论,完成表2中内容.(己知:废水中的CN
-浓度可用离子色谱仪测定)
表2
实验步骤(不要写出具体操作过程) | 预期实验现象和结论 |
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