Question

【題目】某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在，該廢水的處理流程如下：

（1）過程Ⅰ:加NaOH溶液，其作用用離子方程式表示為____________，調節pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收；

（2）過程Ⅱ:在微生物作用的條件下，NH4+經過兩步反應被氧化成NO3-。兩步反應的能量變化示意圖如下：

①第一步反應的熱化學方程式是____________；

②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學方程式是____________；

（3）過程Ⅲ:一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應消耗32gCH3OH轉移6mol電子，則該反應的化學方程式是____________。

Answer 1

【答案】

（1）NH4++OH－＝NH3·H2O

（2）①NH4+(aq)+3/2O2(g) ＝NO2－+2H+( aq)+ H2O(l) ΔH=-273kJ/mol

②NH4+(aq)+2O2(g) ＝NO3－+2H+( aq)+ H2O(l) ΔH=-346 kJ/mol

（3）5CH3OH+6HNO3=3 N2+5CO2+13H2O

【解析】

試題分析：（1）①銨鹽能和強堿反應，實質是：NH4++OH-═NH3H2O，故答案為：NH4++OH-═NH3H2O；

（2）①第一步的熱化學方程式為NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)，△H=-273KJ/mol，故答案為：NH4+(aq)+3/2O2(g) ＝NO2－+2H+( aq)+ H2O(l) ΔH=-273kJ/mol；

②第二步的熱化學方程式為：NO2-(aq)+0.5O2(g)═NO3-(aq)，△H=-73KJ/mol，

根據蓋斯定律則NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)，△H=-346 kJ/mol，

故答案為：NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)，△H=-346 kJ/mol；

（3）消耗32g(1mol)CH3OH轉移6mol電子，由CH3OH中碳原子的化合價升高6，所以反應后碳的化合價為+4，產物為CO2，根據質量守恒和化合價升降總數相等得：5CH3OH+6HNO3═5CO2+3N2+13H2O， 故答案為：5CH3OH+6HNO3=3 N2+5CO2+13H2O。