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
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
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
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
氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在,在一定条件下,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下:
下列说法合理的是:
A.该反应的催化剂是NO2¯
B.升高温度,两步反应速率均加快,有利于NH4+ 转化成NO3¯
C.在第一步反应中,当溶液中水的电离程度不变时,该反应即达平衡状态
D.1 mol NH4+在第一步反应中与1 mol NO2-在第二步反应中失电子数之比为1:3
高三化学选择题极难题查看答案及解析
氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在,在一定条件下,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下:
下列说法合理的是
A.该反应的催化剂是NO2¯
B.升高温度,两步反应速率均加快,有利于NH4+ 转化成NO3¯
C.在第一步反应中,当溶液中水的电离程度不变时,该反应即达平衡状态
D.1 mol NH4+在第一步反应中与1 mol NO2-在第二步反应中失电子数之比为1: 3
高三化学选择题简单题查看答案及解析
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________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
(I)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,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下:
(1)1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是________。
(2)在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2,若该反应消耗32gCH3OH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________。
(Ⅱ)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)(×10-4mol·L-1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)(×10-3mol·L-1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H________0(填写“>”、“<”、“=”)
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=________;
(3)在该温度下,反应的平衡常数K=________(只写出计算结果);
(4)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,部分实验条件如下表:
实验编号 | T/℃ | NO初始浓度/mol·L-1 | CO初始浓度/mol·L-1 | 催化剂的比表面积/m2·g-1 |
I | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
II | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 124 |
III | 350 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 124 |
该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号;
(5)有人认为:催化剂比表面积增大,会提高NO和CO的反应效率,从而使污染物NO和CO的转化率提高。请用化学基本理论对此观点进行评价:________。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,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下:
(1)1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是 _________。
(2)在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成 N2,若该反应消耗32gCH3OH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_________。
(B)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术
将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H________0(填写“>”、“<”、“=”)
(2)在该温度下,反应的平衡常数K=________(只写出计算结果);
(3)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,
部分实验条件如下表:
该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号;
高三化学填空题极难题查看答案及解析