Question

【题目】一些行业的废水中氨氮含量严重超标，废水脱氮已成为主要污染物减排和水体富营养化防治的研究热点，有多种方法可以去除。

I.电镀行业废水处理流程如图：

（1）吹脱法除氨氮：水中的氨氮大多数以NH4+和游离态的NH3保持平衡状态而存在。将空气直接通入水中，使气相和液相充分接触。水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移。从而达到脱除氨的目的。氨氮废水中NH3和NH4+平衡态的平衡关系有___。

（2）温度、pH值、空气流量对脱除氨有很大的影响。pH值、空气流量对脱除氨影响如图所示。由图可以看出，空气流量一定时，10＜pH＜11时，吹脱率随着pH增加而增加，请用化学平衡移动原理解释原因___。

（3）次氯酸钠氧化法：利用次氯酸钠氧化废水中氨氮的离子方程式是___。

II.对于含有H2PO4-的氨氮废水还可以用电化学沉淀与阴极氧化协同去除水中的氨氮，装置如图所示。电解过程中，石墨毡电极产生OH-，在通入O2的情况，又产生H2O2，以氧化水中的NH4+，同时NH4+还可以通过生成MgNH4PO46H2O沉淀而持续被除去。

（1）阳极的电极反应式是___。

（2）废水中的NH4+'转化为MgNH4PO46H2O的离子方程式是___。

（3）pH大于10.5不利于MgNH4PO46H2O的生成，原因是___。

Answer 1

【答案】NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- NH3·H2ONH4++OH-，pH增大有利于平衡逆向移动，NH4+转化为游离态的NH3，NH3在空气吹脱下从水中脱除 2NH4++3ClO-+2OH-=N2↑+3Cl-+5H2O Mg-2e-=Mg2+ NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO46H2O pH偏大，NH4+、Mg2+易与OH结合生成NH3H2O、Mg(OH)2，NH3H2O的电离被抑制，使NH4+和Mg2+浓度降低，不利于MgNH4PO46H2O的生成

【解析】

Ⅰ.（1）NH3极易溶于水，且与水反应生成一水合氨，一水合氨是弱电解质，部分电离生成NH4+和OH-，据此写出平衡关系；

（2）由NH3·H2ONH4++OH-，pH增大，OH-增多，平衡逆向移动；

（3）次氯酸根离子具有强氧化性，氧化NH4+生成氮气，本身被还原生成氯离子，根据得失电子守恒，写出离子反应方程式；

Ⅱ. （1）电解图可知，Mg电极为阳极，Mg失去电子，发生氧化反应；

（2）根据OH-、Mg2+、NH4+、H2PO4-反应生成MgNH4PO46H2O沉淀，写出离子反应方程式；

（3）pH偏大，NH4+、Mg2+易与OH结合生成NH3H2O、Mg(OH)2，据此分析解答；

Ⅰ.（1）NH3极易溶于水，且与水反应生成一水合氨，一水合氨是弱电解质，部分电离生成NH4+和OH-，所以氨氮废水中NH3和NH4+平衡态的平衡关系为：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，故答案为：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-；

（2）由NH3·H2ONH4++OH-，pH增大，OH-增多，平衡逆向移动，NH4+转化为游离态的NH3，NH3在空气吹脱下从水中脱除，故答案为：NH3+H2ONH4++OH-，pH增大有利于平衡逆向移动，NH4+转化为游离态的NH3，NH3在空气吹脱下从水中脱除；

（3）次氯酸根离子具有强氧化性，氧化NHspan>4+生成氮气，本身被还原生成氯离子，根据得失电子守恒，其离子反应方程式为：2NH4++3ClO-+2OH-=N2+3Cl-+5H2O，故答案为：2NH4++3ClO-+2OH-=N2+3Cl-+5H2O；

Ⅱ.（1）电解图可知，Mg电极为阳极，Mg失去电子，发生氧化反应，其电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+，故答案为：Mg-2e-=Mg2+；

（2）石墨毡电极产生OH-，NH4+与Mg2+、NH4+、H2PO4-反应生成MgNH4PO46H2O沉淀，离子反应方程式为：NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO46H2O↓，故答案为：NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO46H2O↓；

（3）pH大于10.5，溶液中c(OH-)大，NH4+、Mg2+易与OH结合生成NH3H2O、Mg(OH)2，NH3H2O的电离平衡逆向移动，被抑制，使溶液中c(NH4+)与c(Mg2+)降低，不利于MgNH4PO46H2O沉淀的生成，故答案为：pH偏大，NH4+、Mg2+易与OH结合生成NH3H2O、Mg(OH)2，NH3H2O的电离被抑制，使NH4+和Mg2+浓度降低，不利于MgNH4PO46H2O的生成。