Question

【题目】（1）Ⅰ.太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下

下列说法中，不正确的是________ (填字母序号)

a．太阳能、风能都是清洁能源

b．太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化

c．控制系统能够控制储能系统是充电还是放电

d．阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化

（2）全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应，则放电时电极A的电极反应式为________ 。

（3）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO2+外，还含有Al3+， Fe3+)等进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下：

已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示

钒的化合价	pH<2	pH>11
+4价	VO2+， VO(OH)+	VO(OH)3-
+5价	VO2+	VO43-

①加入NaOH调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后涉及到氧化物还原反应的化学反应方程式为________。

②向碱性的滤液1(V的化合价为+4)中加入H2O2的作用是________ 。

（4）Ⅱ.氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下：

Ⅰ中加入NaOH溶液，调pH=11并鼓入大量空气，用离子方程式表示加NaOH溶液的作用是________；鼓入大量空气的目的是________。

（5）Ⅱ中加入适量NaClO溶液，控制pH在6~7，将氨氮转化为无毒物质，过程Ⅱ发生3个反应：

ⅰ.ClO-+H+=HClO

ⅱ.NH4++HClO=NH2Cl+H++H2O(NH2Cl中Cl元素为+1价)

ⅲ. ……

已知：水体中以+1价形式存在的氯元素有消毒杀菌的作用，被称为“余氯”。下图为NaClO加入量与“余氯”含量的关系示意图。其中氨氮含量最低的点是c点。

b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化学式表示) ________；反应ⅲ的化学方程式是________。

（6）Ⅲ中用Na2SO3溶液处理含余氯废水，要求达标废水中剩余Na2SO3的含量小于5mg·L-1。若含余氯废水中NaClO的含量是7.45mg·L-1，则处理10m3含余氯废水，至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。

Answer 1

【答案】d VO2++e-+2H+=VO2++H2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O NH4++OH-=NH3·H2O 将NH3吹出 NH2Cl 2NH2Cl+ HClO=N2+3HCl+H2O 1.31

【解析】

（1）a、太阳能、风能都属于可再生的清洁能源；

b、太阳能电池组可将太阳能转化为电能；

c、控制系统可控制储能系统为充电状态和放电状态；

d、阳光或风力充足时，储能系统可实现太阳能或风能转化为电能；

（2）放电时V2+发生氧化反应，则电极B为负极，因此电极A为正极，由VO2+发生得电子的还原反应，生成VO2+；

（3）①沉淀1为Fe(OH)2，沉淀由灰白色转化为红褐色，形成了Fe(OH)3；

②由于H2O2具有氧化性，能将滤液1中的VO(OH)3-氧化成VO43-；

（4）加入NaOH溶液后，能与废水中的NH4+反应形成NH3·H2O；鼓入大量的空气可将NH3从溶液中吹出；

（5）ab段中主要发生反应ⅰ和反应ⅱ，生成NH2Cl；

bc段主要发生反应ⅲ，溶液中NH2Cl与HClO反应生成N2；

（6）根据废水中NaClO的含量及Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4，计算消耗n（Na2SO3），再结合废水中达标的量进行计算。

（1）a、太阳能、风能都属于可再生的清洁能源，不符合题意，a错误；

b、太阳能电池组可将太阳能转化为电能，不符合题意，b错误；

c、控制系统可控制储能系统为充电状态和放电状态，不符合题意，c错误；

d、阳光或风力充足时，储能系统可实现太阳能或风能转化为电能，符合题意，d正确；

答案为d；

（2）放电时V2+发生氧化反应，则电极B为负极，因此电极A为正极，由VO2+发生得电子的还原反应，生成VO2+，因此电极A的电极反应式为：VO2++e-+2H+=VO2++H2O；

（3）①沉淀1为Fe(OH)2，沉淀由灰白色转化为红褐色，形成了Fe(OH)3，其反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；

②由于H2O2具有氧化性，能将滤液1中的VO(OH)3-氧化成VO43-，因此该反应的化学方程式为：2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O；

（4）加入NaOH溶液后，能与废水中的NH4+反应形成NH3·H2O，该反应的离子方程式为：NH4++OH-=NH3·H2O；鼓入大量的空气后，能将溶液中溶解的NH3吹出；

（5）ab段中主要发生反应ⅰ和反应ⅱ，生成NH2Cl，因此b点溶液中氮元素的主要存在形态为NH2Cl；

bc段主要发生反应ⅲ，溶液中NH2Cl与HClO反应生成N2，结合得失电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式为：2NH2Cl+HClO=N2+3HCl+H2O；

（6）10m3废水中NaClO的含量，Na2SO3与NaClO反应的化学方程式为：Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4，因此反应消耗Na2SO3的物质的量也为1mol，其质量为：1mol×126g/mol=126g；设最多添加Na2SO3溶液的质量为x，则可得，解得x=1310g=1.31kg；