Question

【題目】某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3H2O的形式存在，該廢水的處理流程如下：

（1）過程Ⅰ：加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收。

①用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：____________。

②用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的：__________。

（2） 過程Ⅱ：在微生物作用的條件下，NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

①第一步反應(yīng)是_________反應(yīng)（選題“放熱”或“吸熱”），判斷依據(jù)是__________。

②1mol NH4+(aq)全部氧化成的熱化學(xué)方程式是______________。

（3） 過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應(yīng)消耗轉(zhuǎn)移6mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是__________。

Answer 1

【答案】 廢水中的NH3被空氣帶走，使D的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，利于除氨 放熱 H=-273kJ/mol<0（反應(yīng)為的總能量大于生成物的總能量）

H=-346kJ/mol 5:6

【解析】

（1）①銨根能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成一水合氨；②減少生成物，可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；

（2）①當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)是放熱的；

②結(jié)合圖象根據(jù)蓋斯定律來計(jì)算反應(yīng)的焓變；

（3）根據(jù)得失電子守恒來解題。

（1）①銨鹽能和強(qiáng)堿反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是：NH4++OH-═NH3H2O，故答案為：NH4++OH-═NH3H2O；

②氨水電離是可逆反應(yīng)，將生成的氨氣帶走，即減少生成物，可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即更多的生成氨氣，因而促進(jìn)了氨水電離，故答案為：空氣可以將生成的氨氣帶走，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促進(jìn)了氨水電離；

（2）①焓變小于0，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；因?yàn)?/span>H=-273kJ/mol＜0（反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量）；

②第一步的熱化學(xué)方程式為NH4+（aq）+1.5O2（g）═NO2-（aq）+2H+（aq）+H2O（l），H=-273kJ/mol，第二步的熱化學(xué)方程式為：NO2-（aq）+0.5O2（g）═NO3-（aq），H=-73kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律則NH4+（aq）+2O2（g）═2H+（aq）+H2O（l）+NO3-（aq），H=-346 kJ/mol，故答案為：NH4+（aq）+2O2（g）═2H+（aq）+H2O（l）+NO3-（aq），H=-346 kJ/mol；

（3）32gCH3OH（相當(dāng)于1mol甲醇）作還原劑，失去6mol電子，這樣得到6mol電子需要1.2mol硝酸做氧化劑（注：1mol硝酸變成N2需要得到5mol電子），因此參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是5：6。故答案為：5:6。