Question

（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          。

Answer

（1）NH4+ + 2O2 ＝NO3— + 2H+ + H2O (2) NH4 + Mg2++ PO43-+ 6H2O＝ MgNH4PO4·6H2O； 溶液中NH4＋会变为NH3，Mg2+会生成Mg(OH)2，（3）2Cl——2e-＝ Cl2↑、2NH4＋ + 3HClO ＝N2 +3H2O +5H+ +3Cl— （4）8g/L 8

【解析】

试题分析：(1)根据题意，在富氧的条件下NH4＋被氧化为硝酸盐，则产生NO3—，则离子式为：NH4+ + 2O2 ＝NO3— + 2H+ + H2O（2）①根据信息参加反应的离子有NH4＋ 、Mg2+、 PO43-，生成物为MgNH4PO4·6H2O，则离子方程式为：NH4 + Mg2++PO43-+ 6H2O＝MgNH4PO4·6H2O；②当溶液碱性较强的时候NH4＋ 、Mg2+就会和OH—发生反应，溶液中NH4＋会变为NH3·H2O，Mg2+会生成Mg(OH)2，不利于生成MgNH4PO4·6H2O反应的进行（3）①电解时阳极是阴离子放电，则是Cl—放电，电极反应为：2Cl——2e-＝ Cl2↑。②HClO 氧化除去氨氮的反应产物要对环境污染小，故NH4＋转变为N2，反应的离子方程式是2NH4＋ + 3HClO ＝N2 +3H2O +5H+ +3Cl—。②从图1看出Cl-的浓度为8g/L、 10g/L 、12g/L对氨氮最后的去处率差不多，从节约成本角度考虑选用8g/L；从图2看出，在相同时间内，pH 为8时对有效余氯的影响最大，故选pH 为8。

考点：离子方程式的书写、从图像中获取信息的能力。