Question

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

（1）過程Ⅰ：加入NaOH溶液，調節pH至9后，升溫至30° C，通空氣將氨趕出并回收。

用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________。

（2）過程Ⅱ：在微生物的作用下，經過兩步反應被氧化成。兩步反應的能量變化如圖所示：

①第一步反應是________反應(填“放熱”或“吸熱”)，判斷依據______________________。

②1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3(aq)的熱化學方程式是______________________________。

（3）過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應消耗32 g CH3OH，轉移6 mol電子，則參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比是__________。

Answer 1

【答案】（1）+OHNH3·H2O

（2）①放熱 ΔH =273 kJ/mol＜0(或反應物的總能量大于生成物的總能量)

② (aq)+2O2(g)2H+(aq)+ (aq)+H2O(l) ΔH=346 kJ·mol1

（3）5∶6

【解析】（1）加入NaOH溶液，調節pH至9后，發生反應NH4++OHNH3·H2O。

（2）由題圖可知第一步反應，反應物的能量之和大于生成物的能量之和，因此是放熱反應。

① (aq)+1.5O2(g)NO2(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH =273kJ/mol；②NO2(aq)+0.5O2(g)

(aq) ΔH =73kJ/mol；由①+②得：NH4+(aq)+2O2(g)2H+(aq)+ (aq)+H2O(l) ΔH =346kJ/mol。

（3）CH3OH被氧化成CO2，C元素化合價從2價升高到+4價，升高6；HNO3被還原成N2，N元素化合價從+5價降低到0價，降低5，根據電子得失守恒(化合價升降相等)可得還原劑CH3OH和氧化劑HNO3的物質的量之比是5∶6。