Question

某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH₄⁺和MH₃•H₂O的形式存在，该废水的处理流程如图1所示：
（1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收．
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：______．
②用化学平衡原理解释通空气的目的：______．
（2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，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图2所示：
①第一步反应是______反应（选题“放热”或“吸热”），判断依据是______．
②1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）的热化学方程式是______．
（3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH₃OH，将HNO₃还原成N₂．若该反应消耗32g CH₃OH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______．

Answer

（1）①铵根能和强碱反应生成一水合氨；②减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动；
（2）①当反应物的总能量大于生成物的总能量，反应是放热的；
②结合图象根据盖斯定律来计算反应的焓变；
（3）根据消耗甲醇的量和转移电子的量来书写方程式，并确定氧化剂和还原剂的量的多少．
【解析】
（1）①铵盐能和强碱反应，实质是：NH4++OH-═NH3•H2O，故答案为：NH4++OH-═NH3•H2O；
②氨水电离是可逆反应，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，
故答案为：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焓变小于0，则反应为放热反应，故答案为：放热；因为△H=-273kJ/mol＜0（反应物的总能量大于生成物的总能量）；
   ②第一步的热化学方程式为NH4+（aq）+1.5O2（g）═NO2-（aq）+2H+（aq）+H2O（l），△H=-273KJ/mol，
第二步的热化学方程式为：NO2-（aq）+0.5O2（g）═NO3-（aq），△H=-73KJ/mol，
根据盖斯定律则NH4+（ap）+2O2（g）═2H+（ ap）+H2O（l）+NO3-（aq），△H=-346 kJ/mol，
故答案为：NH4+（ap）+2O2（g）═2H+（ ap）+H2O（l）+NO3-（aq），△H=-346 kJ/mol；
（3）消耗32g（1mol）CH3OH转移6mol电子，由CH3OH中碳原子的化合价升高6，所以反应后碳的化合价为+4，产物为CO2，
根据质量守恒和化合价升降总数相等得：5CH3OH+6HNO3═5CO2+3N2+13H2O，反应中氧化剂是硝酸，还原剂是甲醇，参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5：6，
故答案为：5：6．