资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮(NH3),使其转化为氮气除去,其主要反应如下: ①NH3(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(l)
资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮(NH3),使其转化为氮气除去,其主要反应如下: ①NH3(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(l)
②2NH2Cl(aq)+HClO(aq)═N2(g)+H2O(l)+3HCl(aq)
(1)在其他条件不变的情况下,向一定量废水中逐滴滴加次氯酸钠溶液,氨氮去除率随 的变化曲线如图1:
Ⅰ.物质NH2Cl中氮元素的化合价是______ .
Ⅱ.a﹣b点间,溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是______ .
(2)Ⅰ.反应①②中HClO 的来源用化学用语解释是______ . Ⅱ.实验测得,废水中pH与氨氮去除率如图2所示:
pH较高时,氨氮去除率下降的原因是______ .
pH较低时,氨氮去除率也下降,可能的原因是______ .
(3)运用上述原理去除废水中的氨氮,可结合图3所示的电解法. Ⅰ.a极为______ .
Ⅱ.d极反应式为______ .
【答案】(1)-1;c(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快
(2)ClO﹣+H2O?HClO+OH﹣;c(OH﹣)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱;c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解
(3)负极;Cl﹣﹣2e﹣+H2O=H++HClO
【解析】解:(1)Ⅰ.H为+1价,Cl为﹣1价,化合物中正负化合价的倒数和为0,则N元素的化合价为0﹣(+1)×2﹣(﹣1)=﹣1,所以答案是:﹣1;Ⅱ.a﹣b点间,溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快,所以答案是:c(NaClO)增大,水解平衡正向移动,使c(HClO)增大,NH3被氧化为N2速度加快;(2)Ⅰ.反应①②中HClO 的来源用化学用语解释是ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣ , 所以答案是:ClO﹣+H2O⇌HClO+OH﹣;Ⅱ.pH较大时,c(OH﹣)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱,去除率降低;pH较小时,c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解,去除率降低,所以答案是:c(OH﹣)较大,抑制NaClO水解,c(HClO)较小致氧化能力弱;c(H+)较大,促进NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解;(3)由图可知,电解时Cl﹣失去电子转化为HClO,HClO可氧化氨气生成氮气,则d连接电源正极为阳极,可知a为负极,d为阳极,阳极反应为Cl﹣﹣2e﹣+H2O=H++HClO,所以答案是:负极;Cl﹣﹣2e﹣+H2O=H++HClO.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效)才能正确解答此题.
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