氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在.某工厂处理氨氮废水的流程如下:含NH4+的废水低浓度...
问题详情:
氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在.某工厂处理氨氮废水的流程如下:
含NH4+的废水低浓度氨氮废水含余*废水达标废水
(1)I中加入NaOH溶液,调pH=11并鼓入大量空气.用离子方程式表示加NaOH溶液的作用是 ;鼓入大量空气的目的是 .
(2)II中加入适量NaClO溶液,控制pH在6~7,将氨氮转化为无毒物质.
①为了完全从废水中去除氨氮,加入的NaClO与水体中NH4+的物质的量之比最小是 .
②过程 II发生3个反应:
i.ClO﹣+H+═HClO
ii.NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O (NH2Cl中Cl元素为+1价)
iii. …
已知:水体中以+1价形式存在的*元素有消毒杀菌的作用,被称为“余*”.图为NaClO加入量与“余*”含量的关系示意图.其中氨氮含量最低的点是c点.
b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化学式表示) ;反应iii的化学方程式是 .
(3)III中用Na2SO3溶液处理含余*废水,要求达标废水中剩余Na2SO3的含量小于5mg•L﹣1.若含余*废水中NaClO的含量是7.45mg•L﹣1,则处理10m3含余*废水,至多添加10% Na2SO3溶液 kg(溶液体积变化忽略不计).
【回答】
【考点】FE:"三废"处理与环境保护;5A:化学方程式的有关计算.
【分析】(1)铵根能和强碱反应生成一水合氨;减少生成物,可以使化学平衡向正反应方向移动;
(2)①加入的NaClO与水体中NH4+的物质的量之比根据2NH4+~N2~12e﹣,ClO﹣~Cl﹣~2e﹣结合得失电子守恒计算;
②中a﹣b点,发生的反应为i.ClO﹣+H+═HClO
ii.NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O (NH2Cl中Cl元素为+1价),b﹣c点反应是次***和NH2Cl发生氧化还原反应生成氮气,结合电荷守恒和原子守恒写出离子方程式;
(3)处理10m3盐水b中含有NaClO的物质的量为n==1mol
根据反应:NaClO+Na2SO3═NaCl+Na2SO4,可知与NaClO完全反应消耗的Na2SO3为1mol.
【解答】解:(1)铵盐能和强碱反应,实质是:NH4++OH﹣═NH3•H2O,氨水电离是可逆反应,鼓入大量空气将生成的氨气带走,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*为:NH4++OH﹣═NH3•H2O;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氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在,为了完全从废水中去除氨氮,
2NH4+~N2~12e﹣
6ClO﹣~6Cl﹣~12e﹣
根据电子守恒得到加入的NaClO与水体中NH4+的物质的量之比3:1,
故*为:3:1;
②中a﹣b点,发生的反应为i.ClO﹣+H+═HClO
ii.NH4++HClO═NH2Cl+H++H2O (NH2Cl中Cl元素为+1价),b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是NH2Cl,
b﹣c点反应是次***和NH2Cl发生氧化还原反应生成氮气,反应的离子方程式为:ClO﹣+2NH2Cl=N2+3Cl﹣+2H++H2O,
故*为:NH2Cl;ClO﹣+2NH2Cl=N2+3Cl﹣+2H++H2O;
(3)处理10m3盐水b中含有NaClO的物质的量为n==1mol
根据反应:NaClO+Na2SO3═NaCl+Na2SO4,可知与NaClO完全反应消耗的Na2SO3为1mol,
质量为m=n×M=1mol×126g/mol=126g,
根据题意,设最多添加10%Na2SO3溶液的质量为x
=5mg/L,
解得:x=1760g=1.76kg,
故*为:1.76.
【点评】本题考查了废水处理的方法和过程分析判断,氧化还原反应电子守恒的计算、氧化还原反应产物判断,注意分析题干信息,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
知识点:非金属元素的单质及其化合物
题型:实验,探究题