（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...

（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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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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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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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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工业废水随意排放会造成严重污染，根据成分不同可采用不同的处理方法。

（1）电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)＝6.3×10－18mol2·L－2，Ksp(CuS)＝1.3×10－36mol2·L－2。

①请用离子方程式说明上述除杂的原理________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中，能够产生沉淀的是　　　　 （填序号）

A．Ba(NO3)2　 　　　 B．BaCl2　 　　 　 C．Ba(OH)2　　 　　　 D．溶有NH3的BaCl2溶液

③若将足量SO2气体通入0.2 mol·L－1的NaOH溶液，所得溶液呈酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）采用电解法处理含有Cr2O72－的酸性废水，在废水中加入适量NaCl，用铁电极电解一段时间后，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，从而降低废水中铬元素的含量。若阳极用石墨电极则不能产生Cr(OH)3沉淀，用必要的化学语言说明原因___________________。

（3）废氨水可以转化成氨，氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图，产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作　　　　　 极（填“正”“负”“阴”或“阳”），其电极反应式为　　　　　 ；T℃下，某研究员测定NH3·H2O的电离常数为1.8×10－5，NH4+的水解平衡常数为1.5×10－8（水解平衡也是一种化学平衡，其平衡常数即水解常数），则该温度下水的离子积常数为　　　　　　　 ，请判断T　　　　 25℃（填“＞”“＜”“＝”）。

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化学与工农业生产、环境保护、日常生活等方面有广泛联系，下列叙述不正确的是

A．要科学使用农药、化肥，减少水体污染  ；工业废水和城市生活污水需净化处理，坚持达标排放

B．倡导低碳环保理念，可推广使用“石头纸”（主要成分是碳酸钙），能达到保护森林和环保的目的

C．为了防止月饼等富脂食品氧化变质，延长食品的保质期，常在包装袋中放入生石灰

D．“神七”宇航员所穿出舱航天服是由我国自行研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，它是一种新型无机非金属材料

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垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质（用NH3表示）和氯化物，把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池（电极为惰性材料）中进行净化。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。关于该过程，下列说法正确的是：

A. A电极上发生还原反应

B. B电极为电子的流出极

C. 产生的氧化剂为O2

D. 第二步的反应为3Cl2+2NH3=N2+6HCl

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（14分）含氮废水进入水体后而对环境造成的污染越来越严重，对含氮废水进行有效的检测和合理的处理是人们研究和关心的重要问题。

⑴环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO₃^－还原为N₂，从而消除污染。其反应的离子方程式是：

6NO₃^－＋10Al＋18H₂O＝3N₂↑＋10Al(OH)₃＋6OH^—。又有人认为金属镁比铝能更快消除氮的污染，其反应原理和金属铝相同。

写出镁和含NO^3－的废水反应的离子方程式____________________________。

⑵水中的NO₂^－是含氮有机物分解的产物，其浓度的大小是水源污染程度的标志之一。检测水中的NO₂^－可用目视比色法（比较溶液颜色深浅度以测定所含有色物质浓度的方法），检测步骤如下：

步骤一：配制标准溶液：称取0.69gNaNO₂，溶于水后在容量瓶中稀释至1L得溶液A，移取5mL溶液A，稀释至1L，得溶液B。

步骤二：配制标准色阶：取6只规格为10mL的比色管（即质地、大小、厚薄相同且具有塞的平底试管），分别加入体积不等的溶液B，并稀释至10mL，再加入少许（约0.30g）氨基苯磺酸粉末，实验结果如下表所示。

步骤三：取10mL水样倒入比色管中，加少许氨基苯磺酸，显色后与标准色阶对比。

①利用步骤三在野外检测水样污染程度的优点是________。

②步骤二中设计色阶序号1的作用是________。

③如果水样显色后比6号还深，应采取的措施是________。

⑶现有含NH₃为3.4mg·L^—1的废水150m³（密度为1g·cm^-3），可采用如下方法进行处理：将甲醇加入含氨的废水中，在一种微生物作用下发生反应：

2O₂ + NH₃ === NO₃^－ + H⁺ + H₂O    6NO₃^－+ 6H⁺ + 5CH₃OH→ 3N₂↑ + 5CO₂↑ + 13H₂O

若用此方法处理，假设每步的转化率为100%，需要甲醇________g。

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亚硝酸钠易溶于水，有碱味，有氧化性，也有还原性。NaNO2大量用于染料工业和有机合成工业中，也可用作水泥施工的抗冻剂。然而由于NaNO2有毒性，将含该物质的废水直接排放会引起水体严重污染，所以这种废水必须处理后才能排放。处理方法之一如下：

______NaNO2 + _______KI + ______________NO +______I2 +______K2SO4 +______Na2SO4+_______

（1）请完成该化学方程式并配平。

（2）在上述反应中，若要生成50.8 g I2，则电子转移了_______________个。

（3）现有25.00 mL的KI溶液，用酸化的10.00 mL 0.0500 mol/L的KIO3溶液处理（5I- + IO3- +6H+ = 3I2 + 3H2O）。将生成的I2全部除去后，再加入过量的KI溶液，使之与剩余的KIO3反应，然后将溶液调节至中性，析出的单质碘用0.1000 mol/L的Na2S2O3溶液滴定（2S2O32- + I2 = S4O62- + 2I-），用去该溶液的体积为21.00 mL。求剩余的KIO3为　　 　　　　 　　 mol，原KI溶液的物质的量浓度是　 　　 　　　　 mol/L

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水可以造福人类，但水被污染后却给人类造成了灾难，为了防止水污染，下面①～⑤的措施中可以采用的是(　　)

①禁止使用农药和化肥

②不任意排放工业废水

③抑制水中植物的生长

④生活污水经过净化处理再排放

⑤减少空气中硫的氧化物和氮的氧化物的含量

A．②③④　　                           B．②④⑤

C．①④⑤                               D．①②④

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