Question

某氮肥廠氨氮廢水中氮元素多以NH₄⁺和NH₃?H₂O的形式存在，該廢水的處理流程如下：
氨氮廢水

Ⅰ

低濃度氨氮廢水

Ⅱ

含HNO3廢水

Ⅲ

達標(biāo)廢水  
（1）過程Ⅰ：加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收．用離子方程式表示加NaOH溶液的作用

 

（2）過程Ⅱ：在微生物作用的條件下，NH₄⁺經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO₃^-．兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖：
第一步反應(yīng)是

 

反應(yīng)（選填“放熱”或“吸熱”），判斷依據(jù)是

 

．1mol NH₄⁺（aq）完全轉(zhuǎn)化成NO₃^-（aq）共與環(huán)境交換了

 

kJ熱量．
（3）過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH₃OH，將HNO₃還原成N₂．若該反應(yīng)消耗32g CH₃OH轉(zhuǎn)移6mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是

 

．

Answer 1

考點：反應(yīng)熱和焓變,氧化還原反應(yīng)的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）銨根能和強堿反應(yīng)生成一水合氨，加熱生成氨氣；
（2）反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)；據(jù)兩步反應(yīng)的圖示分析熱量變化；
（3）根據(jù)消耗甲醇的量和轉(zhuǎn)移電子的量來書寫方程式，并確定氧化劑和還原劑的量的多少．

解答： 解：（1）銨鹽和氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+OH^-

30℃  .

NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-

30℃  .

NH₃↑+H₂O；
（2）由圖象可知，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，兩步反應(yīng)共放熱273KJ+73KJ=346KJ，
故答案為：放熱；反應(yīng)物總能量高于生成物總能量；346；
（3）消耗32g（1mol）CH₃OH轉(zhuǎn)移6mol電子，由CH₃OH中碳原子的化合價升高6，所以反應(yīng)后碳的化合價為+4，產(chǎn)物為CO₂，
根據(jù)質(zhì)量守恒和化合價升降總數(shù)相等得：5CH₃OH+6HNO₃═5CO₂+3N₂+13H₂O，反應(yīng)中氧化劑是硝酸，還原劑是甲醇，參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是5：6，
故答案為：5：6．

點評：本題綜合考查物質(zhì)的分離提純以及化學(xué)方程式的計算，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰�和計算能力的考查，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計算，難度不大．