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:
隔絕空氣
1200
-
1400
℃
化學(xué)鍵 | C-H | N-H | C≡N | H-H |
E(kJ/mol) | 414 | 393 | 891 | 436.4 |
+220.8kJ/mol
+220.8kJ/mol
。(2)HCN的性質(zhì)
已知25℃時有關(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 |
NH
+
4
0.882
0.882
;NH4CN溶液呈 堿
堿
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。國家重點實驗室對密閉空間內(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對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。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。某工廠實驗室針對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
SO
2
-
4
應(yīng)選擇3g/L的Na2S2O5溶液,此時氰根濃度已經(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增加生產(chǎn)成本
應(yīng)選擇3g/L的Na2S2O5溶液,此時氰根濃度已經(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增加生產(chǎn)成本
。【答案】+220.8kJ/mol;0.882;堿;4.9×10-10~7.2×10-4;;A;NH3-H2O2氣霧;應(yīng)選擇3g/L的Na2S2O5溶液,此時氰根濃度已經(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增加生產(chǎn)成本
C
N
-
+
C
O
2
+
H
2
O
=
HCN
+
HC
O
-
3
【解答】
【點評】
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