Question

在碱性条件下使用鸟粪石[Mg_x(NH₄)_y(PO₄)_z·nH₂O]处理氨氮废水具有加热时间短，氨逸出彻底等优点。反应原理如下：

yNa⁺+yOH^－+Mg_x(NH₄)_y(PO₄)_z·nH₂OMg_x(Na)_y(PO₄)_z+yNH₃↑+(n+y)H₂O

Mg_x(Na)_y(PO₄)_z+y+nH₂OyNa⁺+Mg_x(NH₄)_y(PO₄)_z·nH₂O↓

(1)上述氨氮废水处理过程中鸟粪石所起的作用是__________。

(2)其它条件不变，若鸟粪石化学式中的z保持不变，x越大，处理相同量的氨氮废水所需的时间就_________（填：“越长”“越短”“不变”）。

(3)为测定鸟粪石的组成，进行下列实验：

①取鸟粪石2.45 g与足量的NaOH溶液混合，加热，收集到标准状况下的气体224mL

②另取鸟粪石2.45 g溶于稍过量盐酸，用蒸馏水配成100.00 mL溶液A；

③取25.00 mL溶液A，调节pH＝10，用浓度为0.1000 mol·L^－1的EDTA标准溶液滴定Mg²⁺，滴定至终点，消耗EDTA标准溶液25 mL（已知Mg²⁺与EDTA反应的化学计量比1∶1）；

④取25.00 mL溶液A，加入0.005mol的BiCl₃，调节溶液pH生成Mg₃(PO₄)₂和BiPO₄沉淀，过滤，滤液中的Bi³⁺用EDTA标准溶液滴定为mol。通过计算确定鸟粪石的化学式_____________(写出计算过程）。

Answer

催化剂 越长 n()=n(NH3)==0.01mol

n(Mg2+)=n(EDTA)×=0.1000 mol·L-1×25.00 mL×10-3×=0.01mol

n()＝0.01mol×+(0.005mol-mol)×4＝0.01mol

n(H2O)＝=0.06mol

n():n(Mg2+):n():n(H2O)＝0.01mol:0.01mol:0.01mol:0.06mol＝1:1:1:6

故鸟粪石的化学式为MgNH4PO4·6H2O

【解析】

根据所给方程式判断鸟粪石在反应中的作用；根据定量分析中所给出的数据计算各粒子的物质的量，随后根据各粒子的物质的量的比确定鸟粪石的化学式。

(1)将上述两个方程式相加得+OH-=NH3↑+H2O，说明第一个反应消耗多少鸟粪石第二个反应就生成多少鸟粪石，故鸟粪石在处理氨氮废水的过程中起到催化剂的作用；

(2)根据鸟粪石化学式[Mgx(NH4)y(PO4)z·nH2O]，当z保持不变，x越大时，鸟粪石中铵根含量降低，可以处理的氨氮废物的量减小，处理相同量的氨氮废水所需的时间就越长；

(3)n()=n(NH3)==0.01mol

n(Mg2+)=n(EDTA)×=0.1000 mol·L-1×25.00 mL×10-3×=0.01mol

n()＝0.01mol×+(0.005mol-mol)×4＝0.01mol

n(H2O)＝=0.06mol

n():n(Mg2+):n():n(H2O)＝0.01mol:0.01mol:0.01mol:0.06mol＝1:1:1:6

故鸟粪石的化学式为MgNH4PO4·6H2O。