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某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和MH3•H2O的形式存在,该废水的处理流程如图1所示:

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/06/07 06:29:02
某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和MH3•H2O的形式存在,该废水的处理流程如图1所示:
(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收.
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:______.
②用化学平衡原理解释通空气的目的:______.
(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-.两步反应的能量变化示意图如图2所示:
①第一步反应是______反应(选题“放热”或“吸热”),判断依据是______.
②1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是______.
(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2.若该反应消耗32g CH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是______.
(1)①铵盐能和强碱反应,实质是:NH4++OH-═NH3•H2O,故答案为:NH4++OH-═NH3•H2O;
②氨水电离是可逆反应,将生成的氨气带走,即减少生成物,可以使化学平衡向正反应方向移动,即更多的生成氨气,因而促进了氨水电离,
故答案为:空气可以将生成的氨气带走,使化学平衡向正反应方向移动,促进了氨水电离;
(2)①焓变小于0,则反应为放热反应,故答案为:放热;因为△H=-273kJ/mol<0(反应物的总能量大于生成物的总能量);
   ②第一步的热化学方程式为NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l),△H=-273KJ/mol,
第二步的热化学方程式为:NO2-(aq)+0.5O2(g)═NO3-(aq),△H=-73KJ/mol,
根据盖斯定律则NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq),△H=-346 kJ/mol,
故答案为:NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq),△H=-346 kJ/mol;
(3)消耗32g(1mol)CH3OH转移6mol电子,由CH3OH中碳原子的化合价升高6,所以反应后碳的化合价为+4,产物为CO2
根据质量守恒和化合价升降总数相等得:5CH3OH+6HNO3═5CO2+3N2+13H2O,反应中氧化剂是硝酸,还原剂是甲醇,参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5:6,
故答案为:5:6.