Question

【題目】某工廠擬綜合處理含NH4-廢水和工業廢氣（主要含N2、CO2、.SO2、NO、CO,不考慮其它成分），設計了如下流程：

已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

回答下列問題：

(1)固體1的主要成分Ca(OH)2、CaCO3和______。

(2)氣體X與氣體1反應時起到的作用是______(填“氧化劑”、“還原劑”或“即不是氧化劑也不是還原劑”），捕獲劑所捕獲的氣體主要是______ (填化學式）。

(3) NaOH溶液吸收等物質的量的NO、NO2氣體過程中，當生成1molNaNO2時轉移電子數為_______NA。

(4)用NaNO2溶液處理含NH4-廢水時，發生反應的離子方程式為__________；含NH4-廢水也可用沉淀法處理：Mg2++NH4- +PO43-=== MgNH4PO4↓, 已知25℃時，Ksp(MgNH4PO4)=2.5×10-13 。向廢水中按比例投入鎂鹽和磷酸鹽，欲使沉淀后廢水中殘留的銨態氮達到一級排放標準(≤1.0mg·L-1，即≤7.14×10-5 mol·L-1），且c(PO43-)=1.0×10-5 mol·L-1，則應使沉淀后的廢水中c( Mg2+) ≥________。

(5)電化學氧化法是處理氨氮廢水的一種新工藝。間接電氧化的原理是：向廢水中加入一定量的氯離子，使其電解時在陽極放電生成氯單質，利用氯單質與水反應生成的次氯酸將NH4+氧化 為氮氣。最后一步反應的離子方程式為__________________________。

(6) 已知25℃時，HNO2的電離常數Ks =5.1×10-4。實驗室常用NaOH溶液吸收NO2尾氣，反應為2NO2+ 2NaOH==NaNO3+ NaNO2+H2O。若用1L 0.4 mol·L-1Na(OH)溶液充分吸收0.4mol NO2氣體，則所得溶液顯___(填“酸性”、“堿性”或“中性”），原因是___________(用離子方程式表示）；忽略溶液體積變化，近似計算所得溶液的pH≈____。

Answer 1

【答案】 CaSO3 氧化劑 CO 0.5 NH4++NO2－=N2↑+2H2O 0.035 2NH4++3HClO = N2↑+3Cl－+5H++3H2O 堿性 NO2－+H2O HNO2+OH－ 8.3或（8+lg2）

【解析】工業廢氣中CO2、SO2可被石灰水吸收，生成廢渣為CaCO3和CaSO3，氣體1是不能被過量石灰水吸收的N2、NO、CO，氣體1中通入空氣，用氫氧化鈉溶液處理后到的NaNO2，通入空氣但不能過量，否則得到硝酸鈉，NaNO2與含有NH4+的溶液反應生成無污染氣體，應生成氮氣，則氣體2含有CO、N2，捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO；

（1）工業廢氣中SO2可被石灰水吸收，生成CaSO3，CO2可被石灰水吸收，生成CaCO3，因氫氧化鈣過量，則廢渣的成分為主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3；

（2）NO遇O2立即氧化為NO2，O2的作用是氧化劑；捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO；

(3) NaOH溶液吸收等物質的量的NO、NO2氣體，發生反應為NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，當生成1molNaNO2時參加反應的NO為0.5mol，則轉移電子數為0.5NA；

（4）用NaNO2溶液處理含NH4+廢水時，NH4+與NO2-發生歸中反應生成N2和和水，離子反應方程式為NH4++NO2－=N2↑+2H2O；Ksp(MgNH4PO4)=c(Mg2+)×c(NH4+)×c(PO43-)=c(Mg2+)×(7.14×10-5 mol·L-1)×(1.0×10-5 mol·L-1)=2.5×10-13 ，解得c( Mg2+) =0.035 mol·L-1；

(5)次氯酸將NH4+氧化為氮氣，自身還原為Cl-，根據氧化還原反應的電子守恒，并滿足電荷守恒、原子守恒，此反應的離子方程式為2NH4++3HClO = N2↑+3Cl－+5H++3H2O；

(6) 用1L 0.4 mol·L-1Na(OH)溶液充分吸收0.4mol NO2氣體，結合反應2NO2+ 2NaOH==NaNO3+ NaNO2+H2O可知恰好完全吸收，且溶液中NaNO2和NaNO3各0.2mol；因溶液中存在NO2－+H2O HNO2+OH－，所得溶液顯堿性；結合HNO2NO2-+H+，可知：[c(OH－)×c(HNO2)]÷c(NO2－)=Kw÷Ks，令c(OH－)=c(HNO2)，解得c(OH－)=2×10-6mol·L-1，此時溶液中c(H+)=Kw÷c(OH－)=5×10-9mol·L-1，則溶液的pH=9-lg5=8.3。