Question

【題目】一些行業(yè)的廢水中氨氮含量嚴重超標，廢水脫氮已成為主要污染物減排和水體富營養(yǎng)化防治的研究熱點，有多種方法可以去除。

I.電鍍行業(yè)廢水處理流程如圖：

（1）吹脫法除氨氮：水中的氨氮大多數(shù)以NH4+和游離態(tài)的NH3保持平衡狀態(tài)而存在。將空氣直接通入水中，使氣相和液相充分接觸。水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移。從而達到脫除氨的目的。氨氮廢水中NH3和NH4+平衡態(tài)的平衡關(guān)系有___。

（2）溫度、pH值、空氣流量對脫除氨有很大的影響。pH值、空氣流量對脫除氨影響如圖所示。由圖可以看出，空氣流量一定時，10＜pH＜11時，吹脫率隨著pH增加而增加，請用化學平衡移動原理解釋原因___。

（3）次氯酸鈉氧化法：利用次氯酸鈉氧化廢水中氨氮的離子方程式是___。

II.對于含有H2PO4-的氨氮廢水還可以用電化學沉淀與陰極氧化協(xié)同去除水中的氨氮，裝置如圖所示。電解過程中，石墨氈電極產(chǎn)生OH-，在通入O2的情況，又產(chǎn)生H2O2，以氧化水中的NH4+，同時NH4+還可以通過生成MgNH4PO46H2O沉淀而持續(xù)被除去。

（1）陽極的電極反應(yīng)式是___。

（2）廢水中的NH4+'轉(zhuǎn)化為MgNH4PO46H2O的離子方程式是___。

（3）pH大于10.5不利于MgNH4PO46H2O的生成，原因是___。

Answer 1

【答案】NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- NH3·H2ONH4++OH-，pH增大有利于平衡逆向移動，NH4+轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的NH3，NH3在空氣吹脫下從水中脫除 2NH4++3ClO-+2OH-=N2↑+3Cl-+5H2O Mg-2e-=Mg2+ NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO46H2O pH偏大，NH4+、Mg2+易與OH結(jié)合生成NH3H2O、Mg(OH)2，NH3H2O的電離被抑制，使NH4+和Mg2+濃度降低，不利于MgNH4PO46H2O的生成

【解析】

Ⅰ.（1）NH3極易溶于水，且與水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨是弱電解質(zhì)，部分電離生成NH4+和OH-，據(jù)此寫出平衡關(guān)系；

（2）由NH3·H2ONH4++OH-，pH增大，OH-增多，平衡逆向移動；

（3）次氯酸根離子具有強氧化性，氧化NH4+生成氮氣，本身被還原生成氯離子，根據(jù)得失電子守恒，寫出離子反應(yīng)方程式；

Ⅱ. （1）電解圖可知，Mg電極為陽極，Mg失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；

（2）根據(jù)OH-、Mg2+、NH4+、H2PO4-反應(yīng)生成MgNH4PO46H2O沉淀，寫出離子反應(yīng)方程式；

（3）pH偏大，NH4+、Mg2+易與OH結(jié)合生成NH3H2O、Mg(OH)2，據(jù)此分析解答；

Ⅰ.（1）NH3極易溶于水，且與水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨是弱電解質(zhì)，部分電離生成NH4+和OH-，所以氨氮廢水中NH3和NH4+平衡態(tài)的平衡關(guān)系為：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，故答案為：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-；

（2）由NH3·H2ONH4++OH-，pH增大，OH-增多，平衡逆向移動，NH4+轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的NH3，NH3在空氣吹脫下從水中脫除，故答案為：NH3+H2ONH4++OH-，pH增大有利于平衡逆向移動，NH4+轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的NH3，NH3在空氣吹脫下從水中脫除；

（3）次氯酸根離子具有強氧化性，氧化NHspan>4+生成氮氣，本身被還原生成氯離子，根據(jù)得失電子守恒，其離子反應(yīng)方程式為：2NH4++3ClO-+2OH-=N2+3Cl-+5H2O，故答案為：2NH4++3ClO-+2OH-=N2+3Cl-+5H2O；

Ⅱ.（1）電解圖可知，Mg電極為陽極，Mg失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：Mg-2e-=Mg2+，故答案為：Mg-2e-=Mg2+；

（2）石墨氈電極產(chǎn)生OH-，NH4+與Mg2+、NH4+、H2PO4-反應(yīng)生成MgNH4PO46H2O沉淀，離子反應(yīng)方程式為：NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO46H2O↓，故答案為：NH4++H2PO4-+Mg2++2OH-+4H2O=MgNH4PO46H2O↓；

（3）pH大于10.5，溶液中c(OH-)大，NH4+、Mg2+易與OH結(jié)合生成NH3H2O、Mg(OH)2，NH3H2O的電離平衡逆向移動，被抑制，使溶液中c(NH4+)與c(Mg2+)降低，不利于MgNH4PO46H2O沉淀的生成，故答案為：pH偏大，NH4+、Mg2+易與OH結(jié)合生成NH3H2O、Mg(OH)2，NH3H2O的電離被抑制，使NH4+和Mg2+濃度降低，不利于MgNH4PO46H2O的生成。