Question

11．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH₄⁺和NH₃•H₂O的形式存在，该废水的处理如图1：
（1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收．
（2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^-．两步反应的能量变化示意图如图2：

在过程Ⅰ中 ①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O．
②用化学平衡原理解释通空气的目的：空气可以将生成的氨气带走，使化学平衡向正反应方向移动，促进了氨水电离．
③写出1mol NH₄⁺（aq）全部氧化成NO₃^-（aq）的热化学方程式：NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq），△H=-346 kJ/mol．
（3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH₃OH，将HNO₃还原成N₂．若该反应消耗32gCH₃OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5：6．

Answer 1

分析 （2）①铵根能和强碱反应生成一水合氨；②减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动；③结合图象根据盖斯定律来计算反应的焓变；
（3）根据消耗甲醇的量和转移电子的量来书写方程式，并确定氧化剂和还原剂的量的多少．

解答 解：（2）①铵盐能和强碱反应，实质是：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，
故答案为：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
②氨水电离是可逆反应，将生成的氨气带走，即减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促进了氨水电离，
故答案为：空气可以将生成的氨气带走，使化学平衡向正反应方向移动，促进了氨水电离；
③第一步的热化学方程式为NH₄⁺（aq）+1.5O₂（g）═NO₂^-（aq）+2H⁺（aq）+H₂O（l），△H=-273KJ/mol，第二步的热化学方程式为：NO₂^-（aq）+0.5O₂（g）═NO₃^-（aq），△H=-73KJ/mol，根据盖斯定律则NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq），△H=-346 kJ/mol，
故答案为：NH₄⁺（aq）+2O₂（g）═2H⁺（aq）+H₂O（l）+NO₃^-（aq），△H=-346 kJ/mol；
（3）消耗32g（1mol）CH₃OH转移6mol电子，由CH₃OH中碳原子的化合价升高6，所以反应后碳的化合价为+4，产物为CO₂，根据质量守恒和化合价升降总数相等得：5CH₃OH+6HNO₃═5CO₂+3N₂+13H₂O，反应中氧化剂是硝酸，还原剂是甲醇，参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5：6，
故答案为：5：6．

点评 本题是一道有关化学平衡和热化学方程式的题目，综合性较强，题目难度中等，注意平时知识的积累和灵活应用．