Question

【題目】廢水中氨態(tài)氮以NH3·H2O、NH3和NH4+的形式存在，廢水脫氮已成為主要污染物減排和水體富營(yíng)養(yǎng)化防治的研究熱點(diǎn)。

Ⅰ．沉淀法

向廢水中投入MgCl2和Na2HPO4，生成MgNH4PO4·6H2O沉淀，可將氨態(tài)氮含量降至10mg·L1以下。

（1）NH3的電子式：______。

（2）廢水中的NH3·H2O轉(zhuǎn)化為MgNH4PO4·6H2O的離子方程式是______。

（3）16℃時(shí)，向廢水中加入MgCl2和Na2HPO4，使鎂、氮、磷物質(zhì)的量之比為1︰1︰1，沉淀過程中的pH對(duì)剩余氨態(tài)氮濃度的影響如圖。欲使剩余氨態(tài)氮濃度低于10mg·L1，pH的適宜范圍是______，pH偏大或者偏小均不利于MgNH4PO4·6H2O的生成。

Ⅱ．微波氧化法

（4）微波協(xié)同CuO和H2O2除去氨態(tài)氮

①其他條件相同，取相同體積的同一廢水樣品，微波10 min，剩余氨態(tài)氮濃度與一定濃度H2O2溶液添加量的關(guān)系如下圖。據(jù)圖推測(cè)CuO在氨態(tài)氮脫除中可能起催化作用，理由_____________

②微波協(xié)同CuO有利于H2O2除去氨態(tài)氮。該條件下，H2O2將NH3氧化為N2的化學(xué)方程式是____________________。

Answer 1

【答案】 Mg2+ + NH3·H2O+HPO42 + 5H2O = MgNH4PO4·6H2O↓ pH＝8~10； pH偏大， NH4+、Mg2+易與OH結(jié)合生成NH3·H2O、Mg(OH)2， NH3·H2O的電離被抑制，使NH4+和Mg2+濃度降低；pH偏小，不利于HPO42電離，PO43濃度偏低。所以pH偏大或偏小均不利于MgNH4PO4·6H2O的生成； 相同的H2O2溶液添加量，相同時(shí)間內(nèi)，與不加CuO相比，加入CuO，氨態(tài)氮濃度降低的多，反應(yīng)速率快 3H2O2+ 2NH3 N2+6H2O

【解析】

(1)NH3的電子式為；

(2)根據(jù)題意，廢水中的NH3·H2O轉(zhuǎn)化為MgNH4PO4·6H2O，反應(yīng)的離子方程式為Mg2+ + NH3·H2O+HPO42 + 5H2O = MgNH4PO4·6H2O↓；

(3)由圖可以看出，欲使剩余氨態(tài)氮濃度低于10mg·L1，pH適宜范圍為8~10，pH偏大， NH4+、Mg2+易與OH結(jié)合生成NH3·H2O、Mg(OH)2， NH3·H2O的電離被抑制，使NH4+和Mg2+濃度降低；pH偏小，不利于HPO42電離，PO43濃度偏低。所以pH偏大或偏小均不利于MgNH4PO4·6H2O的生成；

(4)①由圖可知，在相同時(shí)間和H2O2溶液添加量相同時(shí)，添加了CuO的反應(yīng)速率較快，氨態(tài)氮的剩余濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未添加CuO；

②根據(jù)上述分析，在微波協(xié)同CuO作用下，H2O2和NH3生成N2，反應(yīng)的方程式為3H2O2+ 2NH3 N2+6H2O。