Question

19．資料顯示，可用次氯酸鈉處理廢水中的氨氮（NH₃），使其轉(zhuǎn)化為氮氣除去，其主要反應如下：
①NH₃（aq）+HClO（aq）═NH₂Cl（aq）+H₂O（I）
②2NH₂Cl（aq）+HClO（aq）═N₂（g）+H₂O（I）+3HCl（aq）
（1）在其他條件不變的情況下，向一定量廢水中逐滴滴加次氯酸鈉溶液，氨氮去除率隨$\frac{n（NaClO）}{n（N{H}_{3}）}$的變化曲線如圖1：

Ⅰ．物質(zhì)NH₂Cl中氮元素的化合價是-1．
Ⅱ．a(chǎn)-b點間，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c（NaClO）增大，水解平衡正向移動，使c（HClO）增大，NH₃被氧化為N₂速度加快．
（2）Ⅰ．反應①②中HClO 的來源用化學用語解釋是ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
Ⅱ．實驗測得，廢水中pH與氨氮去除率如圖2所示：
pH較高時，氨氮去除率下降的原因是c（OH^-）較大，抑制NaClO水解，c（HClO）較小致氧化能力弱．
pH較低時，氨氮去除率也下降，可能的原因是c（H⁺）較大，促進NaClO水解，c（HClO）太高致HClO易分解．
（3）運用上述原理去除廢水中的氨氮，可結合圖3所示的電解法．
Ⅰ．a(chǎn)極為負極．
Ⅱ．d極反應式為Cl^--2e^-+H₂O=H⁺+HClO．

Answer 1

分析 （1）I．H為+1價，Cl為-1價，化合物中正負化合價的倒數(shù)和為0；
II．a(chǎn)-b點間，溶液中氨氮去除率迅速提高，與c（NaClO）增大生成HClO有關；
（2）I．水解生成HClO；
II．pH較高時，氨氮去除率下降，與OH^-抑制NaClO水解有關；pH較低時，氨氮去除率也下降與c（HClO）太高致HClO易分解有關；
（3）由圖可知，電解時Cl^-失去電子轉(zhuǎn)化為HClO，HClO可氧化氨氣生成氮氣，則d連接電源正極為陽極．

解答 解：（1）Ⅰ．H為+1價，Cl為-1價，化合物中正負化合價的倒數(shù)和為0，則N元素的化合價為0-（+1）×2-（-1）=-1，
故答案為：-1；
Ⅱ．a(chǎn)-b點間，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c（NaClO）增大，水解平衡正向移動，使c（HClO）增大，NH₃被氧化為N₂速度加快，
故答案為：c（NaClO）增大，水解平衡正向移動，使c（HClO）增大，NH₃被氧化為N₂速度加快；
（2）Ⅰ．反應①②中HClO 的來源用化學用語解釋是ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，
故答案為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
Ⅱ．pH較大時，c（OH^-）較大，抑制NaClO水解，c（HClO）較小致氧化能力弱，去除率降低；pH較小時，c（H⁺）較大，促進NaClO水解，c（HClO）太高致HClO易分解，去除率降低，
故答案為：c（OH^-）較大，抑制NaClO水解，c（HClO）較小致氧化能力弱；c（H⁺）較大，促進NaClO水解，c（HClO）太高致HClO易分解；
（3）由圖可知，電解時Cl^-失去電子轉(zhuǎn)化為HClO，HClO可氧化氨氣生成氮氣，則d連接電源正極為陽極，可知a為負極，d為陽極，陽極反應為Cl^--2e^-+H₂O=H⁺+HClO，
故答案為：負極；Cl^--2e^-+H₂O=H⁺+HClO．

點評 本題考查化學平衡及電解原理，為高頻考點，把握圖象分析、平衡移動原理及電極反應為解答的關鍵，側(cè)重分析與應用能力的考查，注意信息的應用，題目難度較大．