氨氮(水中以NH3和NH4+形式存在的氮)含量是环境水体污染的一项重要指标,其氧化过程会造成水体中溶解氧浓度降低,导致水质下降,影响水生动植物的生长。
(1)水中NH3和NH4+两者的浓度比取决于水体的pH和水温。当pH偏高时,___比例较高,原因是___(请用离子方程式表示)。
(2)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下,向水体中加入适量NaOH充分反应后,再向水中通入空气,可增大NH3的脱除率,用平衡移动原理解释其原因:___。
(3)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的NH3能够被O2氧化生成亚硝酸(HNO2)。
___NH3+__O2→__HNO2+__________
①请将上述化学方程式补充完整,并配平。
②反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。
③若反应中有0.6mol电子发生转移,生成亚硝酸的质量为___。
(4)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示。DO的测定原理如下:
①2Mn2++O2+4OH-→2MnO(OH)2↓
②MnO(OH)2+2I-+4H+→Mn2++I2+3H2O
③2S2O32-+I2→S4O62-+2I-
某小组同学取100.00mL水样经反应①和②后,取出20.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用amol/LNa2S2O3溶液进行滴定,终点现象为___;滴定消耗Na2S2O3溶液bmL,水样的DO=____mg/L。
高三化学综合题困难题
氨氮(水中以NH3和NH4+形式存在的氮)含量是环境水体污染的一项重要指标,其氧化过程会造成水体中溶解氧浓度降低,导致水质下降,影响水生动植物的生长。
(1)水中NH3和NH4+两者的浓度比取决于水体的pH和水温。当pH偏高时,___比例较高,原因是___(请用离子方程式表示)。
(2)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下,向水体中加入适量NaOH充分反应后,再向水中通入空气,可增大NH3的脱除率,用平衡移动原理解释其原因:___。
(3)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的NH3能够被O2氧化生成亚硝酸(HNO2)。
___NH3+__O2→__HNO2+__________
①请将上述化学方程式补充完整,并配平。
②反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。
③若反应中有0.6mol电子发生转移,生成亚硝酸的质量为___。
(4)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示。DO的测定原理如下:
①2Mn2++O2+4OH-→2MnO(OH)2↓
②MnO(OH)2+2I-+4H+→Mn2++I2+3H2O
③2S2O32-+I2→S4O62-+2I-
某小组同学取100.00mL水样经反应①和②后,取出20.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用amol/LNa2S2O3溶液进行滴定,终点现象为___;滴定消耗Na2S2O3溶液bmL,水样的DO=____mg/L。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点
(1)氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮(用NH3表示)转化为氮气除去,其相关反应的主要热化学方程式如下:
反应①:NH3(aq)+HClO(aq)= NH2Cl(aq)+H2O(l)△H1= akJ•mol﹣1
反应②:NH2Cl(aq)+HClO(aq)= NHCl2(aq)+H2O(I)△H2= bkJ•mol﹣1
反应③:2NHCl2(aq)+H2O(l)= N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)△H3= ckJ•mol﹣1
① 2NH3(aq)+3HClO(aq)= N2(g)+3H2O(I)+3HCl(aq)的△H=______。
② 溶液pH对次氯酸钠去除氨氮有较大的影响(如图1所示)。在pH较低时溶液中有无色无味的气体生成,氨氮去除效率较低,其原因是_________________。
③ 用电化学法也可以去除废水中氨氮.在蒸馏水中加入硫酸铵用惰性电极直接电解发现氨氮去除效率极低,但在溶液中再加入一定量的氯化钠后,去除效率可以大大提高。反应装置如图2所示,b为电极__极,电解时阴极的电极反应式为_____________。
(2)“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
① 以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂,可以将CO2 和CH4 直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是__________________。
② 为了提高该反应中CO2的转化率,可以采取的措施是_____________。(写一条即可)
高三化学简答题困难题查看答案及解析
废水中过量的氨氮(NH3和NH4+)会导致水体富营养化。某科研小组用NaClO氧化法处理氨氮废水。已知:①HClO的氧化性比NaClO强;②NH3比NH4+更易被氧化;③国家标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6~9。
(1)pH=1.25时,NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质,该反应的离子方程式为_____。
(2)进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响如下图所示
①进水pH为1.25~2.75范围内,氨氮去除率随pH升高迅速下降的原因是_____
②进水pH为2.75~6.00范围内,氨氮去除率随pH升高而上升的原因是_____
③进水pH应控制在_____左右为宜。
(3)为研究空气对NaClO氧化氨氮的影响,其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是_____(填字母)。
a.O2的氧化性比NaClO弱 b.O2氧化氨氮速率比NaClO慢
c.O2在溶液中溶解度比较小 d.空气中的N2进入溶液中
(4)利用微生物燃料电池可以对氨氮废水进行处理,其装置如图所示。闭合电路后,负极室与正极室均产生氮气,则负极室中NH4+发生反应的电极反应式为_____。该装置除了能对氨氮废水进行处理外,另一个突出的优点是_____。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
废水中过量的氨氮(NH3和NH4+)会导致水体富营养化。某科研小组用NaClO氧化法处理氨氮废水。已知:①HClO的氧化性比NaClO强;②NH3比NH4+更易被氧化;③国家标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6~9。
(1)pH=1.25时,NaClO可与NH4+反应生成N2等无污染物质,该反应的离子方程式为_____。
(2)进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响如下图所示
①进水pH为1.25~2.75范围内,氨氮去除率随pH升高迅速下降的原因是_____
②进水pH为2.75~6.00范围内,氨氮去除率随pH升高而上升的原因是_____
③进水pH应控制在_____左右为宜。
(3)为研究空气对NaClO氧化氨氮的影响,其他条件不变,仅增加单位时间内通入空气的量,发现氨氮去除率几乎不变。其原因可能是_____(填字母)。
a.O2的氧化性比NaClO弱 b.O2氧化氨氮速率比NaClO慢
c.O2在溶液中溶解度比较小 d.空气中的N2进入溶液中
(4)利用微生物燃料电池可以对氨氮废水进行处理,其装置如图所示。闭合电路后,负极室与正极室均产生氮气,则负极室中NH4+发生反应的电极反应式为_____。该装置除了能对氨氮废水进行处理外,另一个突出的优点是_____。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
(12分)味精厂、化肥厂、垃圾渗滤液等排放的废水中往往含有高浓度的氨氮,若不经处理直接排放会对水体造成严重的污染。
(1)生物硝化法:在富氧条件下,通过硝酸盐菌的作用,将氨氮(以 NH4+表示,下同)氧化成硝酸盐,其反应的离子方程式为 。
(2)MAP 沉淀法:向氨氮废水中投加磷酸盐和镁盐,使之和 NH4+生成难溶复盐MgNH4PO4·6H2O(简称MAP)结晶,是一种比较新颖有效的处理方法。
①用离子方程式表示反应的原理 。
②MAP沉淀法需要控制反应的pH 在 7.5~10 之间。当 pH>10时,由于 而不利于MAP的生成。
(3)电化学氧化法:电化学去除氨氮主要是氯气和次氯酸的间接氧化作用。对某养猪场废水进行电化学氧化处理,选用 IrO2-TiO2/Ti电极作为阳极,阴极采用网状钛板,加入一定量的NaCl,调节溶液的pH,在电流密度为 85 mA·cm-2下电解,180 min内去除率达到98.22%。
①阳极发生的电极反应式是 ; HClO 氧化除去氨氮的反应离子方程式是 。
②为了提高氨氮的去除率,需要控制溶液中 Cl-的浓度和 pH,根据下图判断: Cl-的适宜浓度为 ,适宜的 pH 为 。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮(用NH3表示)转化为氮气除去,相关反应如下:
① NH3 +HClO===NH2Cl+H2O ② NH2Cl+HClO===NHCl2+H2O ③ 2NHCl2 +H2O===N2+HClO+3HCl
已知在水溶液中NH2Cl较稳定,NHCl2不稳定易转化为氮气。在其他条件一定的情况下,改变 (即NaClO溶液的投入量),溶液中次氯酸钠去除氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)影响如右图所示。则下列说法正确的是
A. 次氯酸与氨的总反应可表示为:2NH3+3HClO===N2+3H2O+3HCl
B. 反应中氨氮去除效果最佳的n(NaClO)/n(NH3)值约为1.5
C. a点之前溶液中发生的主要反应为:NH2Cl+HClO===NHCl2+H2O
D. 次氯酸钠溶液pH较小时有O2生成,促使氨氮去除率提高
高三化学多选题困难题查看答案及解析
氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮(用NH3表示)转化为氮气除去,相关反应如下:
① NH3 +HClO===NH2Cl+H2O ② NH2Cl+HClO===NHCl2+H2O ③ 2NHCl2 +H2O===N2+HClO+3HCl
已知在水溶液中NH2Cl较稳定,NHCl2不稳定易转化为氮气。在其他条件一定的情况下,改变 (即NaClO溶液的投入量),溶液中次氯酸钠去除氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)影响如右图所示。则下列说法正确的是
A. 次氯酸与氨的总反应可表示为:2NH3+3HClO===N2+3H2O+3HCl
B. 反应中氨氮去除效果最佳的n(NaClO)/n(NH3)值约为1.5
C. a点之前溶液中发生的主要反应为:NH2Cl+HClO===NHCl2+H2O
D. 次氯酸钠溶液pH较小时有O2生成,促使氨氮去除率提高
高三化学多选题困难题查看答案及解析
Ⅰ、氮肥的使用在提高粮食产量的同时,也导致了土壤、水体污染等环境问题。
(1)长期过量使用铵态化肥NH4Cl,易导致土壤酸化,请用化学用语解释原因
(2)工业上处理氨氮废水的方法是采用电解法将NO3-转化为N2,如图所示
B极的电极反应方程式是_________________________
(3)除去60L废水中的62 mg NO3-后, 废水的pH= 。
Ⅱ、如下图所示C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向(乙)中滴入酚酞溶液,在 F极附近显红色。
(1)若用甲醇、空气燃料电池作电源,电解质为KOH溶液,则A极的电极反应式为 。
(2)欲用(丙)装置给铜镀银,银应该是 电极(填G或H)。
(3)(丁)装置中Y极附近红褐色变 (填深或浅)。
(4)通电一段时间后,C、D、E、F电极均有单质生成,其物质的量之比为 。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
近年来,随着人类社会的快速发展,环境污染日益严重,而环境污染中的很多问题是由于氮磷富集化引起的,所以如何降低水体中的氮磷含量问题受到广泛关注。目前有两种较为有效的氨氮废水处理方法。
I.化学沉淀法
利用了Mg2+与PO43-与氨氮生成MgNH4PO4∙6H2O沉淀以达到去除氨氮的效果。
已知:磷在pH=8-10时主要存在形式为HPO42-
Ksp(MgNH4PO4∙6H2O)=2.5×10-13
(1)请写出pH=8时,化学沉淀法去除NH4+的离子方程式为_。
(2)氨氮去除率与含磷微粒浓度随pH变化如图1所示,已知:Ksp[Mg3(PO4)2]=6.3×10-26,请解释pH>10时氨氮去除率随pH变化的原因:__。
II.光催化法
(3)光催化降解过程中形成的羟基自由基(·OH)和超氧离子(·O2-)具有光催化能力,催化原理如图2所示。请写出NO3-转化为无毒物质的电极反应式:__。
(4)经过上述反应后,仍有NH4+残留,探究其去除条件。
①温度对氨氮去除率影响如图3所示。温度升高,氨氮去除率变化的可能原因是:__;__(请写出两条)。
②选取TiO2作为催化剂,已知:TiO2在酸性条件下带正电,碱性条件下带负电。请在图4中画出pH=5时,氨氮去除率变化曲线_____。
(5)为测定处理后废水中(含少量游离酸)残留NH4+浓度,可选用甲醛-滴定法进行测定。取20mL的处理后水样,以酚酞为指示剂,用0.0100mol/LNaOH滴定至酚酞变红,此时溶液中游离酸被完全消耗,记下消耗NaOH的体积V1mL;然后另取同样体积水样,加入甲醛,再加入2-3滴酚酞指示剂,静置5min,发生反应:6HCHO+4NH4+=(CH2)6N4H+ +6H2O+3H+,继续用NaOH滴定,发生反应:(CH2)6N4H++OH-=(CH2)6N4+H2O;H++OH-=H2O。滴定至终点,记录消耗NaOH的体积V2mL,水样中残留NH4+浓度为__mol/L。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
氮元素是造成水体富营养化的主要原因,在水中常以氨氮或NO3‒形式存在。
(1)在pH为4~6时,用H2在Pd-Cu催化下将NO3-还原为N2可消除水中NO3‒。该反应的离子方程式为____。若用H2和CO2的混合气体代替H2,NO3-去除效果更好,其原因是____。
(2)NaClO氧化可除去氨氮,反应机理如图1所示(其中H2O和NaCl略去),实验测得相同条件下,相同反应时间,pH与氨氮的去除率关系如图2所示,温度与氨氮去除率关系如图3所示。
图1 图2 图3
①NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为____。
②如图2所示,在pH>9时,pH越大去除率越小,其原因是____。
③如图3所示,温度低于15℃时,温度越低去除率越低其原因是____。当温度高于25℃时,温度越高去除率也越低,其原因是____。
(3)用电化学法可去除废水中的氨氮。在含NH4+的废水中加入氯化钠,用惰性电极电解。反应装置如图4所示,则电解时,a极的电极反应式为____。
高三化学综合题困难题查看答案及解析