Question

9．研究表明，生活污水中氮的存在形式主要以有機氮和氨氮為主．作為污水中無機氮的主要組成，氨氮在充當無機營養(yǎng)物的同時也是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因．
（1）現(xiàn)采樣獲得某城市污水中NH₄Cl含量為180mg/L．
①NH₄Cl含有的化學鍵類型有離子鍵和共價鍵．寫出NH₄Cl的電子式：．
②NH₄Cl溶液顯酸性，用離子方程式表示其原因NH₄⁺+H₂O?H⁺+NH₃•H₂O．其溶液中離子濃度大小的順序為：（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
③為除去氨氮廢水中的NH₄⁺，向10³ L該污水中加入0.1mol/L NaOH溶液，理論上需要NaOH溶液的體積為33.64L（計算結果保留兩位小數(shù)）．加入NaOH溶液后還需不斷的通入空氣，用化學平衡原理解釋通空氣的目的：污水中的氨氣被空氣帶走，有利于NH₃•H₂O?NH₃+H₂O的平衡正向移動，利于除去氮．
（2）當污水中同時存在NH₄⁺和NO時．可將NH₄⁺最終轉化為N₂．也可將NO₃^-轉化為NH₄⁺，然后再除去．
①在微生物作用的條件下，可先利用O₂將NH₄⁺氧化成NO₃^-，再加入CH₃OH，將NO₃^-還原成N₂．寫出NH₄⁺與O₂反應生成NO₃^-的離子方程式2NH₄⁺+3O₂═2NO₂^-+4H⁺+H₂O．
②酸性條件下，可在污水中加入鐵屑將NO₃^-轉化為NH₄⁺．研究表明溶液pH會影響鐵屑脫氮的效果，反應體系的pH分別控制在4 和8.5 時，NO₃^-的去除率分別為90% 和15%．正常地下水中含有CO₃^2-，會影響鐵屑脫氮的效果，用化學用語和文字簡述其原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-增大了溶液的pH會降低脫氮效果，且Fe²⁺+CO₃^2-=FeCO₃↓覆蓋在反應物的表面阻止反應進行．

Answer 1

分析 （1）①NH₄Cl含有離子鍵和共價鍵，其電子式為；
②NH₄Cl為強酸弱堿鹽，水解呈酸性；
③由        NH₄Cl～～～～～NaOH，
              53.5g                     1mol
 180mg/L×10³ L×10³ g/mg   0.1mol/L×V，解之得：污水中的氨氣被空氣帶走，有利于NH₃•H₂O?NH₃+H₂O的平衡正向移動；
（2）①1mol銨根離子反應生成亞硝酸根時轉移6mol電子，1mol氧氣反應轉移4mol電子，據(jù)最小公倍法可知，銨根離子化學計量數(shù)為2，氧氣化學計量數(shù)為3，2NH₄⁺+3O₂═2NO₂^-+4H⁺+H₂O；
②CO₃^2-水解呈堿性，pH增大，且可生成FeCO₃沉淀而阻止反應進行．

解答 解：（1）①NH₄Cl含有離子鍵和共價鍵，其電子式為，故答案為：離子鍵和共價鍵；；
②氯化銨為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，銨根離子水解的離子方程式為NH₄⁺+H₂O?H⁺+NH₃•H₂O，銨根離子水解，則（Cl^-）＞c（NH₄⁺），所以溶液中離子濃度關系為：（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
故答案為：NH₄⁺+H₂O?H⁺+NH₃•H₂O；（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
③由        NH₄Cl～～～～～NaOH，
              53.5g                     1mol
 180mg/L×10³ L×10³ g/mg   0.1mol/L×V，
$\frac{53.5}{180}=\frac{1}{0.1V}$，解之得：V=33.64L，污水中的氨氣被空氣帶走，有利于NH₃•H₂O?NH₃+H₂O的平衡正向移動，利于除去氮，故答案為：33.64L；污水中的氨氣被空氣帶走，有利于NH₃•H₂O?NH₃+H₂O的平衡正向移動，利于除去氮；
（2）①1mol銨根離子反應生成亞硝酸根時轉移6mol電子，1mol氧氣反應轉移4mol電子，據(jù)最小公倍法可知，銨根離子化學計量數(shù)為2，氧氣化學計量數(shù)為3，所以反應的離子方程式為：2NH₄⁺+3O₂═2NO₂^-+4H⁺+H₂O，故答案為：2NH₄⁺+3O₂═2NO₂^-+4H⁺+H₂O；
②CO₃^2-水解呈堿性，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，pH增大，且發(fā)生Fe²⁺+CO₃^2-=FeCO₃↓，可生成FeCO₃沉淀而阻止反應進行，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-增大了溶液的pH會降低脫氮效果，且Fe²⁺+CO₃^2-=FeCO₃↓覆蓋在反應物的表面阻止反應進行．

點評 本題考查物質的性質探究，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握實驗的原理、方法和注意事項，難度中等．