Question

【題目】資料顯示，可用次氯酸鈉處理廢水中的氨氮（NH3），使其轉化為氮氣除去，其主要反應如下：

① NH3（aq）+ HClO（aq）═ NH2Cl（aq）+ H2O（l）

② 2NH2Cl（aq）+ HClO（aq）═ N2（g）+ H2O（l）+ 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n(NaClO)/n(NH3)的變化曲線如下：

Ⅰ.物質NH2Cl中氮元素的化合價是____________。

Ⅱ.a-b點間，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是__________。

（2）Ⅰ.反應①②中HClO 的來源用化學用語解釋是__________。

Ⅱ.實驗測得，廢水中pH與氨氮去除率如圖所示：

pH較高時，氨氮去除率下降的原因是__________。

pH較低時，氨氮去除率也下降，可能的原因是__________。

（3）運用上述原理去除廢水中的氨氮，可結合下圖所示的電解法。

Ⅰ. a極為__________。

Ⅱ. d極反應式為__________。

Answer 1

【答案】 -1 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 ClO- + H2O HClO + OH- 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 負極 Cl-- 2e- + H2O = H+ + HClO

【解析】

(1)Ⅰ．H為+1價，Cl為-1價，化合物中正負化合價的倒數和為0，則N元素的化合價為0-(+1)×2-(-1)=-1，故答案為：-1；

Ⅱ．a-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-+H2OHClO+OH-，故答案為：ClO-+H2OHClO+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：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；

(3)由圖可知，電解時Cl-失去電子轉化為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。