Question

【題目】廢水中過量的氨氮(NH3和NH4+)會導致水體富營養化。某科研小組用NaClO氧化法處理氨氮廢水。已知：①HClO的氧化性比NaClO強；②NH3比NH4+更易被氧化；③國家標準要求經處理過的氨氮廢水pH要控制在6～9。

（1）pH＝1.25時，NaClO可與NH4+反應生成N2等無污染物質，該反應的離子方程式為________。

（2）進水pH對氨氮去除率和出水pH的影響如圖所示

①進水pH為1.25～2.75范圍內，氨氮去除率隨pH升高迅速下降的原因是_______

②進水pH為2.75～6.00范圍內，氨氮去除率隨pH升高而上升的原因是______

③進水pH應控制在______左右為宜。

（3）為研究空氣對NaClO氧化氨氮的影響，其他條件不變，僅增加單位時間內通入空氣的量，發現氨氮去除率幾乎不變。其原因可能是_______(填字母)。

a．O2的氧化性比NaClO弱 b．O2氧化氨氮速率比NaClO慢

c．O2在溶液中溶解度比較小 d．空氣中的N2進入溶液中

Answer 1

【答案】3ClO－＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋(或3HClO＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋5H＋) 隨著pH升高，NaClO含量增大，氧化性能降低，導致氨氮去除率下降 隨著pH升高，氨氮廢水中NH3含量增大，氨氮更易被氧化 1.50 abc

【解析】

(1)pH=1.25時，NaClO可與NH4+反應生成N2等無污染物質，次氯酸根離子被還原為氯離子和水，結合電荷守恒、電子守恒、原子守恒配平書寫離子方程式；

(2)①進水pH為1.25～2.75范圍內，結合HClO的氧化性比NaClO強分析解答；②進水pH為2.75～6.00范圍內結合NH3比NH4+更易被氧化分析解答；③根據圖象結合廢水排放標準分析判斷；

(3)其他條件不變，僅增加單位時間內通入空氣的量，發現氨氮去除率幾乎不變，說明O2氧化氨氮速率比NaClO慢，比次氯酸鈉氧化性弱，溶液中溶解的氧氣少等原因。

(1)pH=1.25時，NaClO可與NH4+反應生成N2等無污染物質，次氯酸根離子被還原為氯離子，結合電荷守恒、電子守恒、原子守恒配平書寫離子方程式：3ClO－＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋，故答案為：3ClO－＋2NH4+=N2↑＋3Cl－＋3H2O＋2H＋；

(2)①進水pH為1.25～2.75范圍內，隨著pH升高，HClO含量降低，NaClO的含量升高，由于HClO的氧化性比NaClO強，NaClO含量增大，氧化性能降低，導致氨氮去除率下降，故答案為：隨著pH升高，NaClO含量增大，氧化性能降低，導致氨氮去除率下降；

②進水pH為2.75～6.00范圍內，隨著pH升高，氨氮廢水中氨氣含量增大，由于NH3比NH4+更易被氧化，使得氨氮更易被氧化，故答案為：隨著pH升高氨氮廢水中氨氣含量增大，氨氮更易被氧化；

③根據圖示，結合國家標準要求經處理過的氨氮廢水pH要控制在6～9，進水pH應控制在1.50左右，氨氮去除率會較大，處理過的氨氮廢水pH在6左右，符合排放標準，故答案為：1.50；

(3)研究空氣對NaClO氧化氨氮的影響，其他條件不變，僅增加單位時間內通入空氣的量，發現氨氮去除率幾乎不變。其原因可能是：O2的氧化性比NaClO弱、O2氧化氨氮速率比NaClO慢、O2在溶液中溶解度比較小，故答案為：abc。