一些行业的废水中氨氮含量严重超标，废水脱氮已成为主要污染物减排和水体富营养化防治的研究热点...

一些行业的废水中氨氮含量严重超标，废水脱氮已成为主要污染物减排和水体富营养化防治的研究热点，有多种方法可以去除。

I．电镀行业废水处理流程如下：

(1)吹脱法除氨氮：水中的氨氮大多数以和游离态的保持平衡状态而存在。将空气直接通入水中，使气相和液相充分接触。水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨的目的。氨氮废水中和平衡态的平衡关系有________。

(2)温度、值、空气流量对脱除氨有很大的影响。值、空气流量对脱除氨影响如图所示。由图可以看出，空气流量一定时，时，吹脱率随着增加而增加，请用化学平衡移动原理解释原因________。

(3)次氯酸钠氧化法：利用次氯酸钠氧化废水中氨氮的离子方程式是________。

II．对于含有的氨氮废水还可以用电化学沉淀与阴极氧化协同去除水中的氨氮，装置如图所示。电解过程中，石墨毡电极产生，在通入的情况，又产生，以氧化水中的，同时还可以通过生成沉淀而持续被除去。

(1)阳极的电极反应式是________。

(2)废水中的转化为的离子方程式是________。

(3)大于不利于的生成，原因是________。

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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。

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水体砷污染已成为一个亟待解决的全球性环境问题，我国科学家研究零价铁活化过硫酸钠（Na2S2O8）去除废水中的正五价砷[As(Ⅴ)]，其机制模型如图。

资料：

Ⅰ.酸性条件下SO 为主要的自由基，中性及弱碱性条件下SO·和·OH同时存在，强碱性条件下·OH为主要的自由基。

Ⅱ.Fe2+、Fe3+形成氢氧化物沉淀的pH

（1）砷与磷在元素周期表中位于同一主族，其原子比磷多一个电子层。

①砷在元素周期表中的位置是_____。

②砷酸的化学式是_____，其酸性比H3PO4_____（填“强”或“弱”）。

（2）零价铁与过硫酸钠反应，可持续释放Fe2+，Fe2+与S2O反应生成Fe3+和自由基，自由基具有强氧化性，利于形成Fe2+和Fe3+，以确保As(Ⅴ)去除完全。

①零价铁与过硫酸钠反应的离子方程式是_____。

②Fe3+转化为Fe2+的离子方程式是_____。

③SO·和H2O反应的离子方程式是_____。

（3）不同pH对As(Ⅴ)去除率的影响如图。5min内pH=7和pH=9时去除率高的原因是_____。

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（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　　　　　　 。

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地下水受到硝酸盐污染已成为世界范围内一个相当普遍的环境问题。用零价铁去除水体中的硝酸盐(NO3-)是地下水修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

作负极的物质是___________；正极的电极反应式是_____________。

（2）将足量铁粉投入水体中，测定NO3-去除率和pH，结果如下：

在pH =4.5的水体中，NO3-的去除率低的原因是_____________。

（3）为提高pH =4.5的水体中NO3-的去除率，某课题组在初始pH =4.5的水体中分别投入①Fe2+、②Fe、③Fe和Fe2+做对比实验结果如图：

此实验可得出的结论是____，Fe2+的作用可能是_________。（2）中NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因______________。

（4）地下水呈中性，在此条件下，要提高NO3-的去除速率，可采取的措施有_______。（写出一条）

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地下水受到硝酸盐污染已成为世界范围内一个相当普遍的环境问题。用零价铁去除水体中的硝酸盐(NO3-)是地下水修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

作负极的物质是___________；正极的电极反应式是_____________。

（2）将足量铁粉投入水体中，测定NO3-去除率和pH，结果如下：

在pH =4.5的水体中，NO3-的去除率低的原因是_____________。

（3）为提高pH =4.5的水体中NO3-的去除率，某课题组在初始pH =4.5的水体中分别投入①Fe2+、②Fe、③Fe和Fe2+做对比实验结果如图：

此实验可得出的结论是____，Fe2+的作用可能是_________。（2）中NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因______________。

（4）地下水呈中性，在此条件下，要提高NO3-的去除速率，可采取的措施有_______。（写出一条）

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水体砷污染已成为一个亟待解决的全球性环境问题，我国科学家研究零价铁活化过硫酸钠（Na2S2O8）去除废水中的正五价砷[As(Ⅴ)]，其机制模型如下。

零价铁活化过硫酸钠去除废水中As(Ⅴ)的机制模型

资料：

Ⅰ．酸性条件下SO4−·为主要的自由基，中性及弱碱性条件下SO4−·和·OH同时存在，强碱性条件下·OH为主要的自由基。

Ⅱ．Fe2+、Fe3+形成氢氧化物沉淀的pH

（1）砷与磷在元素周期表中位于同一主族，其原子比磷多一个电子层。

① 砷在元素周期表中的位置是______。

② 砷酸的化学式是______，其酸性比H3PO4______（填“强”或“弱”）。

（2）零价铁与过硫酸钠反应，可持续释放Fe2+，Fe2+与S2O82−反应生成Fe3+和自由基，自由基具有强氧化性，利于形成Fe2+和Fe3+，以确保As(Ⅴ)去除完全。

①S2O82−中S的化合价是______。

②零价铁与过硫酸钠反应的离子方程式是______。

③Fe3+转化为Fe2+的离子方程式是______。

（3）不同pH对As(Ⅴ)去除率的影响如图。5 min内pH = 7和pH = 9时去除率高的原因是______。

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中共十九大报告指出，加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。请回答下列问题：

(1)氨氮水体污染可用次氯酸除去，已知：

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

写出水体中与反应生成的热化学方程式：____________________________。

(2)工业上可用排放的与合成尿素的方法，达到减排的目的： 。

①一定条件下，在1L的密闭容器中充入1mol和一定量的，模拟工业生产得到的平衡转化率()随氨碳比的变化如图所示，其他条件不变， 随增大而增大的原因是_______________________________________________；实际工业生产中氨碳比控制在4.0左右，而不是4.5的原因是____________________________________；该温度下反应的平衡常数______________________________。

②若，在1L的恒容密闭容器中充入一定量的和，此时体系压强为，5min达到平衡时生成1mol，此时容器内压强为，则用表示该反应的平均速率为______________________________， 的平衡转化率为__________。

(3)采用电解法可使酸性废水中的转经为而除去，则阴极的电极反应式为________________________________________。

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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　　　　　　　　　　 。

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国家主席习近平在2017年新年祝词上表示，我国将实行“河长制”。水体污染的治理再次成为议的焦点。游离氨或氨盐是水体的常见污染物。

（1）氨氮的处理方法之一是用次氯酸将水中的氨氮（用NH3表示）转化为氮气除去，反应如下：

① 配平该反应方程式：___NH3（aq) +HClO(aq)=　　 N2(g）+　　　　 H2O(I）+　　 HCl (aq)，每生成lmol氧化产物，转移的电子数个数为________。

② 已知：NH3(aq)+HClO (aq）=NH2Cl (aq)+H2O (l）△H1=akJ·mol-1

NH2Cl(aq)+HCO（aq) = NHCl2(aq)+H2O(l）△H2=bkJ·mol-1

2NHCl2(aq) + H2O(l)= N2(g)+HClO(aq)+3HCl (aq）△H3=ckJ·mol-1

则上述次氯酸处理水中氨氮反应的△H=_______。（用a、b、c表示）

（2）吹脱法是处理氨氮的另一方法。其原理是利用气体，将反应NH4+ +OH－NH3+H2O中的氨气吹出。

① 下列因素，不会影响吹脱法处理效果的是__________（填序号）。

A．温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．溶液的pH

C．通入气体的速率和物质的量　　　　 D．通入气体的摩尔质量

② 25℃时，向25.00mL 0.1000mol/L (NH4)2SO4溶液中滴加0.1000mol/L NaOH 溶液所得的滴定曲线如图。（不考虑NH3逸出及溶液混合对体积的影响）, 则a点的c(NH4+)=____mol/L，b点的c (NH4+) + c ( NH3·H2O) =____ mol/L，下列关于c点的叙述正确的是_____（填序号）。

A. pH = 13

B. c (NH4+) + c(NH3·H2O)=c(Na+)

C. c (NH4+) + c(Na+) + c(H+) =c(SO42-）+ c (OH-）

（3）如图所示，利用电解法产生的Cl2也可氧化除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电解一定浓度的（NH4）2SO4 与NaCl 混合溶液来模拟。电解时，b为电源____极，阳极的电极反应式为___________

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