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氨氮(NH3、NH4+等)是一种重要污染物,可利用合适的氧化剂氧化去除。 (1)...

氨氮(NH3NH4+)是一种重要污染物,可利用合适的氧化剂氧化去除。

1)氯气与水反应产生的HClO可去除废水中含有的NH3

已知:NH3(aq)HClO(aq)=NH2Cl(aq)H2O(l) ΔHa kJ·mol1

2NH2Cl(aq)HClO(aq)=N2(g)H2O(l)3H(aq)3Cl(aq) ΔHb kJ·mol1

则反应2NH3(aq)3HClO(aq)=N2(g)3H2O(l)3H(aq)3Cl(aq)ΔH________kJ·mol1

2)在酸性废水中加入NaCl进行电解,阳极产生的HClO可氧化氨氮。电解过程中,废水中初始Cl浓度对氨氮去除速率及能耗(处理一定量氨氮消耗的电能)的影响如图所示。

①写出电解时阳极的电极反应式:________________

②当Cl浓度减小时,氨氮去除速率下降,能耗却增加的原因是____________________________

③保持加入NaCl的量不变,当废水的pH低于4时,氨氮去除速率也会降低的原因是____________________________

3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂,可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的H浓度影响较大。

①碱性条件下K2FeO4可将水中的NH3转化为N2除去,该反应的离子方程式为________________________________

②用K2FeO4氧化含氨氮废水,其他条件相同时,废水pH对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图所示。当pH小于9时,随着pH的增大,氨氮去除率增大、氧化时间明显增长的原因是_________________

 

2a+b Cl--2e-+H2O=HClO+H+ Cl-电解产生的HClO浓度低,氧化氨氮速率低,阳极OH-放电,消耗电能 当H+过大,HClO氧化Cl-产生Cl2从溶液中逸出,使HClO浓度减小 2NH3+2FeO42-+2H2O=2Fe(OH)3↓+N2↑+4OH- 随着pH的增大K2FeO4的稳定性增强,利用率提高,氨氮去除率高;但H+浓度减小,氧化性减弱,氧化时间增长 【解析】 (1)根据盖斯定律计算解答; (2)①电解时阳极发生氧化反应,失电子,元素化合价升高,;结合题意据此分析电极反应式; ②结合阳极电极反应分析原因; ③阳极产生的HClO,具有氧化性,酸性条件下氧化性增强,不但可氧化氨氮,也可以氧化氯离子; (3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效氧化剂,可用于氨氮处理。K2FeO4在干燥空气中和强碱性溶液中能稳定存在。氧化剂的氧化性受溶液中的H+浓度影响较大。 ①碱性条件下K2FeO4可将水中的NH3转化为N2除去,根据氧化还原反应电荷守恒和物料守恒书写反应的离子方程式; ②用K2FeO4氧化含氨氮废水,说明K2FeO4具有强氧化性,根据酸性强弱对氧化性的影响分析。 (1)已知:①NH3(aq)+HClO(aq)=NH2Cl(aq)+H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1 ②2NH2Cl(aq)+HClO(aq)=N2(g)+H2O(l)+3H+(aq)+3Cl-(aq) ΔH=b kJ·mol-1 根据盖斯定律:①×2+②可得反应2NH3(aq)+3HClO(aq)=N2(g)+3H2O(l)+3H+(aq)+3Cl-(aq)的ΔH=2a+b kJ·mol-1; (2)①电解时阳极发生氧化反应,失电子,元素化合价升高,在酸性废水中加入NaCl进行电解,阳极产生的HClO,氯元素的化合价升高失电子,阳极电极反应式为:Cl--2e-+H2O=HClO+H+; ②阳极电极反应式为:Cl--2e-+H2O=HClO+H+,当Cl-浓度减小时,Cl-电解产生的HClO浓度低,氧化氨氮速率低,阳极OH-放电,消耗电能; ③阳极产生的HClO,具有氧化性,酸性条件下氧化性增强,当废水的pH低于4时,H+浓度过大,HClO氧化性增强,可氧化Cl-产生Cl2从溶液中逸出,使HClO浓度减小,氨氮去除速率也会降低; (3)①碱性条件下K2FeO4可将水中的NH3转化为N2除去,铁元素化合价由+6价降低为+3价,碱性条件下应生成Fe(OH)3沉淀,氮元素化合价由-3价升高为0价,根据氧化还原反应电荷守恒和物料守恒,反应的离子方程式为2NH3+2FeO42-+2H2O=2Fe(OH)3↓+N2↑+4OH-; ②用K2FeO4氧化含氨氮废水,说明K2FeO4具有强氧化性,氧化性受溶液中的H+浓度影响较大,随着pH的增大K2FeO4的稳定性增强,利用率提高,氨氮去除率高;但H+浓度减小,氧化性减弱,氧化时间增长。  
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碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。实验室制取Ca(IO3)2·H2O的实验流程:

已知:碘酸是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。

1 转化步骤是为了制得碘酸,该过程在图1所示的装置中进行,当观察到反应液中紫红色接近褪去时,停止通入氯气。

①转化时发生反应的离子方程式为_____________________________________

②转化过程中CCl4的作用是_______________________________________

③为增大转化过程的反应速率,可采取的措施是_______________________

2)将CCl4与水层分离的玻璃仪器有烧杯、________。除去HIO3水溶液中少量I2单质的实验操作为______________________________,直至用淀粉溶液检验不出碘单质的存在。

3)已知:①Ca(IO3)2·6H2O是一种难溶于水的白色固体,在碱性条件下不稳定。

Ca(IO3)2·6H2O加热升温过程中固体的质量变化如图2所示。

设计以除碘后的水层为原料,制取Ca(IO3)2·H2O的实验方案:向水层中__________[实验中必须使用的试剂:Ca(OH)2粉末、AgNO3溶液]

 

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过碳酸钠是一种多用途的新型漂白剂,化学式可表示为aNa2CO3·bH2O2,过碳酸钠溶于水分解成Na2CO3H2O2

1FeOCl常用作过碳酸钠使用时的催化剂。FeCl3·6H2O250℃时分解可得到FeOCl,该反应的化学方程式为______________________________________

2)测定某样品中过碳酸钠化学式的实验步骤如下(样品中杂质不参加反应)

步骤:称取样品0.800 0 g于锥形瓶中,加水溶解,滴加甲基橙作指示剂,用0.200 0 mol·L1H2SO4溶液滴定至终点,消耗硫酸25.00 mL

步骤:另称取样品0.800 0 g于锥形瓶中,加水溶解,加稀硫酸酸化,用0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液滴定至终点(滴定过程中MnO被还原为Mn2),消耗KMnO4溶液30.00 mL

①步骤中,滴定终点的现象是____________________

②步骤中,若样品溶于水酸化后放置一段时间,然后再进行滴定,则过碳酸钠化学式中ab的测定结果将________(偏大”“偏小无影响”)

③通过计算确定该过碳酸钠化学式(写出计算过程)___________

 

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G是具有抗菌作用的白头翁素衍生物,其合成路线如下:

1C中官能团的名称为________________

2E→F的反应类型为________

3D→E的反应有副产物X(分子式为C9H7O2I)生成,写出X的结构简式:________________

4 F的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:__________________

①能发生银镜反应;

②碱性水解后酸化,其中一种产物能与FeCl3溶液发生显色反应;

③分子中有4种不同化学环境的氢。

5)请写出以乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)____________

 

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Li2CO3是生产锂电池的重要原料,电解铝废渣(主要含AlF3LiFNaFCaO等物质)可用于制备Li2CO3

已知:①Li2CO3的溶解度:0 ℃ 1.54 g20 ℃ 1.33 g80 ℃ 0.85 g

20 ℃Ksp[Ca3(PO4)2]2×1033Ksp(CaHPO4)1×107

1)在加热条件下酸浸,反应生成能腐蚀玻璃的气体,写出AlF3发生反应的化学方程式:______

2)滤渣B的主要成分是________

3转化后所得LiHCO3溶液中含有的Ca2需要加入Li3PO4除去。除钙步骤中其他条件不变,反应相同时间,温度对除钙率和Li2CO3产率的影响如右图所示。

①随着温度升高最终Li2CO3的产率逐渐减小的原因是___________

②当温度高于50 ℃时,除钙率下降的原因可能是__________________

4)热分解后,获得Li2CO3需趁热过滤的原因是_______________________

5)将酸浸时产生的气体通入Al(OH)3Na2SO4溶液的混合物中可产生难溶物冰晶石(Na3AlF6),该反应的离子方程式为_______________________________________

 

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现有容积均为2 L的甲、乙恒容密闭容器,向甲中充入1.5 mol CO23 mol H2,乙中充入2 mol CO23 mol H2,一定条件下仅发生反应:CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g),实验测得反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。下列说法正确的是

A.该反应的ΔH0

B.曲线表示甲容器中CO2的平衡转化率与温度的关系

C.500 K时,该反应的化学平衡常数为200

D.700 K时,若在上述密闭容器中充入0.9 mol CO21.2 mol H20.1 mol CH3OH0.1mol H2O,则达到平衡时,H2的体积分数大于

 

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