Question

【题目】废水中过量的氨氮(NH3和NH4+)会导致水体富营养化。某科研小组用NaClO氧化法处理氨氮废水。已知：①HClO的氧化性比NaClO强；②NH3比NH4+更易被氧化；③国家标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6～9。

（1）pH＝1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，该反应的离子方程式为________。

（2）进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响如图所示

①进水pH为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH升高迅速下降的原因是_______

②进水pH为2.75～6.00范围内，氨氮去除率随pH升高而上升的原因是______

③进水pH应控制在______左右为宜。

（3）为研究空气对NaClO氧化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是_______(填字母)。

a．O2的氧化性比NaClO弱 b．O2氧化氨氮速率比NaClO慢

c．O2在溶液中溶解度比较小 d．空气中的N2进入溶液中

Answer 1

【答案】3ClO－＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋(或3HClO＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋5H＋) 随着pH升高，NaClO含量增大，氧化性能降低，导致氨氮去除率下降 随着pH升高，氨氮废水中NH3含量增大，氨氮更易被氧化 1.50 abc

【解析】

(1)pH=1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子和水，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；

(2)①进水pH为1.25～2.75范围内，结合HClO的氧化性比NaClO强分析解答；②进水pH为2.75～6.00范围内结合NH3比NH4+更易被氧化分析解答；③根据图象结合废水排放标准分析判断；

(3)其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变，说明O2氧化氨氮速率比NaClO慢，比次氯酸钠氧化性弱，溶液中溶解的氧气少等原因。

(1)pH=1.25时，NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：3ClO－＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋，故答案为：3ClO－＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋；

(2)①进水pH为1.25～2.75范围内，随着pH升高，HClO含量降低，NaClO的含量升高，由于HClO的氧化性比NaClO强，NaClO含量增大，氧化性能降低，导致氨氮去除率下降，故答案为：随着pH升高，NaClO含量增大，氧化性能降低，导致氨氮去除率下降；

②进水pH为2.75～6.00范围内，随着pH升高，氨氮废水中氨气含量增大，由于NH3比NH4+更易被氧化，使得氨氮更易被氧化，故答案为：随着pH升高氨氮废水中氨气含量增大，氨氮更易被氧化；

③根据图示，结合国家标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6～9，进水pH应控制在1.50左右，氨氮去除率会较大，处理过的氨氮废水pH在6左右，符合排放标准，故答案为：1.50；

(3)研究空气对NaClO氧化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是：O2的氧化性比NaClO弱、O2氧化氨氮速率比NaClO慢、O2在溶液中溶解度比较小，故答案为：abc。