氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在．某工廠處理氨氮廢水的流程如下：含NH4+的廢水低濃度...

問題詳情：

氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在．某工廠處理氨氮廢水的流程如下：

含NH4+的廢水低濃度氨氮廢水含餘*廢水達標廢水

（1）I中加入NaOH溶液，調pH=11並鼓入大量空氣．用離子方程式表示加NaOH溶液的作用是　　；鼓入大量空氣的目的是　　．

（2）II中加入適量NaClO溶液，控制pH在6～7，將氨氮轉化為無毒物質．

①為了完全從廢水中去除氨氮，加入的NaClO與水體中NH4+的物質的量之比最小是　　．

②過程 II發生3個反應：

i．ClO﹣+H+═HClO

ii．NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O （NH2Cl中Cl元素為+1價）

iii． …

已知：水體中以+1價形式存在的*元素有消毒殺菌的作用，被稱為“餘*”．圖為NaClO加入量與“餘*”含量的關係示意圖．其中氨氮含量最低的點是c點．

b點表示的溶液中氮元素的主要存在形式是（用化學式表示）　　；反應iii的化學方程式是　　．

（3）III中用Na2SO3溶液處理含餘*廢水，要求達標廢水中剩餘Na2SO3的含量小於5mg•L﹣1．若含餘*廢水中NaClO的含量是7.45mg•L﹣1，則處理10m3含餘*廢水，至多添加10% Na2SO3溶液　　kg（溶液體積變化忽略不計）．

【回答】

【考點】FE："三廢"處理與環境保護；5A：化學方程式的有關計算．

【分析】（1）銨根能和強鹼反應生成一水合氨；減少生成物，可以使化學平衡向正反應方向移動；

（2）①加入的NaClO與水體中NH4+的物質的量之比根據2NH4+～N2～12e﹣，ClO﹣～Cl﹣～2e﹣結合得失電子守恆計算；

②中a﹣b點，發生的反應為i．ClO﹣+H+═HClO

ii．NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O （NH2Cl中Cl元素為+1價），b﹣c點反應是次***和NH2Cl發生氧化還原反應生成氮氣，結合電荷守恆和原子守恆寫出離子方程式；

（3）處理10m3鹽水b中含有NaClO的物質的量為n==1mol

根據反應：NaClO+Na2SO3═NaCl+Na2SO4，可知與NaClO完全反應消耗的Na2SO3為1mol．

【解答】解：（1）銨鹽能和強鹼反應，實質是：NH4++OH﹣═NH3•H2O，氨水電離是可逆反應，鼓入大量空氣將生成的氨氣帶走，即減少生成物，可以使化學平衡向正反應方向移動，即更多的生成氨氣，因而促進了氨水電離，

故*為：NH4++OH﹣═NH3•H2O；空氣可以將生成的氨氣帶走，使化學平衡向正反應方向移動，促進了氨水電離；

（2）①氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在，為了完全從廢水中去除氨氮，

2NH4+～N2～12e﹣

6ClO﹣～6Cl﹣～12e﹣

根據電子守恆得到加入的NaClO與水體中NH4+的物質的量之比3：1，

故*為：3：1；

②中a﹣b點，發生的反應為i．ClO﹣+H+═HClO

ii．NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O （NH2Cl中Cl元素為+1價），b點表示的溶液中氮元素的主要存在形式是NH2Cl，

b﹣c點反應是次***和NH2Cl發生氧化還原反應生成氮氣，反應的離子方程式為：ClO﹣+2NH2Cl=N2+3Cl﹣+2H++H2O，

故*為：NH2Cl；ClO﹣+2NH2Cl=N2+3Cl﹣+2H++H2O；

（3）處理10m3鹽水b中含有NaClO的物質的量為n==1mol

根據反應：NaClO+Na2SO3═NaCl+Na2SO4，可知與NaClO完全反應消耗的Na2SO3為1mol，

質量為m=n×M=1mol×126g/mol=126g，

根據題意，設最多添加10%Na2SO3溶液的質量為x

=5mg/L，

解得：x=1760g=1.76kg，

故*為：1.76．

【點評】本題考查了廢水處理的方法和過程分析判斷，氧化還原反應電子守恆的計算、氧化還原反應產物判斷，注意分析題幹信息，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．

知識點：非金屬元素的單質及其化合物

題型：實驗,探究題