Question

【题目】某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：

（1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。

①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：____________。

②用化学平衡原理解释通空气的目的：__________。

（2） 过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下：

①第一步反应是_________反应（选题“放热”或“吸热”），判断依据是__________。

②1mol NH4+(aq)全部氧化成的热化学方程式是______________。

（3） 过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是__________。

Answer 1

【答案】 废水中的NH3被空气带走，使D的平衡向正反应方向移动，利于除氨 放热 H=-273kJ/mol<0（反应为的总能量大于生成物的总能量）

H=-346kJ/mol 5:6

【解析】

（1）①铵根能和强碱反应生成一水合氨；②减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动；

（2）①当反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热的；

②结合图象根据盖斯定律来计算反应的焓变；

（3）根据得失电子守恒来解题。

（1）①铵盐能和强碱反应，实质是：NH4++OH-═NH3H2O，故答案为：NH4++OH-═NH3H2O；

②氨水电离是可逆反应，将生成的氨气带走，即减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促进了氨水电离，故答案为：空气可以将生成的氨气带走，使化学平衡向正反应方向移动，促进了氨水电离；

（2）①焓变小于0，则反应为放热反应，故答案为：放热；因为H=-273kJ/mol＜0（反应物的总能量大于生成物的总能量）；

②第一步的热化学方程式为NH4+（aq）+1.5O2（g）═NO2-（aq）+2H+（aq）+H2O（l），H=-273kJ/mol，第二步的热化学方程式为：NO2-（aq）+0.5O2（g）═NO3-（aq），H=-73kJ/mol，根据盖斯定律则NH4+（aq）+2O2（g）═2H+（aq）+H2O（l）+NO3-（aq），H=-346 kJ/mol，故答案为：NH4+（aq）+2O2（g）═2H+（aq）+H2O（l）+NO3-（aq），H=-346 kJ/mol；

（3）32gCH3OH（相当于1mol甲醇）作还原剂，失去6mol电子，这样得到6mol电子需要1.2mol硝酸做氧化剂（注：1mol硝酸变成N2需要得到5mol电子），因此参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5：6。故答案为：5:6。