Question

11．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，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收．
①用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O．
②用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的：空氣可以將生成的氨氣帶走，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，促進了氨水電離．
③回收的氨氣經(jīng)凈化處理后可進行催化氧化，已知催化劑為三氧化二鉻，
i．氨催化氧化的方程式4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Cr_{2}O_{3}\;}}{△}$4NO+6H₂O
ii．預(yù)先將催化劑加熱到紅熱狀態(tài)，停止加熱后催化劑仍保持紅熱，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)．（填“吸熱”或“放熱”）
（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^-．
請完成第一步反應(yīng)的方程式
2NH₄⁺+3O₂=2NO₂^-+2H₂O+4H⁺
（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32gCH₃OH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5：6．

Answer 1

分析 （1）①銨根能和強堿反應(yīng)生成一水合氨；②減少生成物，可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動；③氨氣催化氧化生成NO和水，停止加熱催化劑仍然紅熱說明反應(yīng)放熱；
（2）據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒和電荷守恒以及原子守恒配平離子方程式；
（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）①銨鹽能和強堿反應(yīng)，實質(zhì)是：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，故答案為：NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O；
②氨水電離是可逆反應(yīng)，將生成的氨氣帶走，即減少生成物，可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，即更多的生成氨氣，因而促進了氨水電離，
故答案為：空氣可以將生成的氨氣帶走，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，促進了氨水電離；
③氨氣催化氧化生成NO和水，停止加熱催化劑仍然紅熱說明反應(yīng)放熱，故答案為：4NH₃+5O₂$\frac{\underline{\;Cr_{2}O_{3}\;}}{△}$4NO+6H₂O；放熱；
（2）1mol銨根離子反應(yīng)生成亞硝酸根時轉(zhuǎn)移6mol電子，1mol氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，據(jù)最小公倍法可知，銨根離子化學(xué)計量數(shù)為2，氧氣化學(xué)計量數(shù)為3，再據(jù)原子守恒配平其他化學(xué)計量數(shù)，據(jù)電荷守恒還應(yīng)生成氫離子，故答案為：2、3、2、2、4H+；
（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．