Question

【題目】水體污染的治理是化學(xué)工作者研究的重要課題。

(1)水體常見污染物之一的氨氮主要指游離氨或銨鹽，可以通入一定量的氯氣，利用產(chǎn)生的HC1O除去。

已知：NH4++HClO=NH2Cl+H++H2O △H=akJ/mol

2NH2Cl+HClO=N2+H2O+3H++3Cl- △H=bkJ/mol

NH4++4HClO=NO3-+6H++4Cl-+H2O △H=ckJ/mol

則2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl- △H=______kJ/mol

(2)電解法也可除去水中的氨氮，實(shí)驗(yàn)室用石墨電極電解一定濃度的(NH4)2SO4與NaCl的酸性混合溶液來模擬。

①電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為______________。電解過程中溶液初始Cl-濃度和pH對(duì)氨氮去除速率與能耗（處理一定量氨氮消耗的電能）的影響關(guān)系如圖1和圖2所示：

②圖l中當(dāng)Cl-濃度較低時(shí)、圖2中當(dāng)初始pH達(dá)到12時(shí)，氨氮去除速率低而能耗高的原因可能是_______________________。

③圖2中，pH為____時(shí)處理效果最佳；當(dāng)pH過低時(shí)，處理效果不佳的原因可能是_______。

(3)廢水中的重金屬離子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS) =1.1×l0-21．Ksp(CuS)=1.3×10-36，國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)：鎳低于1.1×10-5mol/L，銅低于7.8×l0-5mol/L。則需要控制溶液中S2-的濃度不低于______mol/L。

Answer 1

【答案】 2a+b 2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑ 陽(yáng)極可能OH﹣放電，產(chǎn)生大量氧氣，消耗電能 6 pH太低時(shí)，產(chǎn)生的Cl2會(huì)從溶液中逸出 10﹣16

【解析】（1）設(shè)已知中的三個(gè)方程式分別為①、②、③，2×①＋②得：2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-，故ΔH＝(2a＋b)kJ mol-1。

（2）①用石墨電極電解一定濃度的(NH4)2SO4與NaCl的酸性混合溶液，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Cl-失電子生成氯氣，電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑。②Cl-濃度較低或pH較大時(shí)，陽(yáng)極可能是OH-放電，產(chǎn)生大量氧氣，消耗電能，所以氨氮去除速率低而能耗高。③由圖像可看出，圖2中pH為6時(shí)處理效果最佳；pH過低時(shí)，氫離子濃度大，反應(yīng)Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡逆向移動(dòng)，Cl2溶解度降低，產(chǎn)生的Cl2會(huì)從溶液中逸出而使氨氮去除速率降低，所以處理效果不佳。

（3）Ni2+達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，c(S2-)×c(Ni2+)≤Ksp(NiS)，所以c(S2-)≥mol/L==10-16mol/L，因?yàn)?/span>Ksp(CuS)遠(yuǎn)小于Ksp(NiS)，所以此時(shí)Cu2+肯定達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，則需要控制溶液中S2-的濃度不低于10-16mol/L。