Question

5．味精廠、化肥廠、垃圾滲濾液等排放的廢水中往往含有高濃度的氨氮，若不經處理直接排放會對水體造成嚴重的污染．請回答下列問題：
（1）生物硝化法：在富氧條件下，通過硝酸鹽菌的作用，將氨氮（以NH₄⁺表示，下同）氧化成硝酸鹽，其反應的離子方程式為NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O．
（2）MAP沉淀法：向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽，使之和NH₄⁺生成難溶復鹽MgNH₄PO₄•6H₂O（簡稱MAP）結晶，是一種比較新穎有效的處理方法．
①用離子方程式表示反應的原理Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O=MgNH₄PO₄•6H₂O↓．
②MAP沉淀法需要控制反應的pH 在7.5～10之間．當pH＞10時，由于溶液中銨根離子變成氣態(tài)氨揮發(fā)，Mg²⁺會生成Mg（OH）₂沉淀而不利于MAP的生成．
（3）電化學氧化法：電化學去除氨氮主要是氯氣和次氯酸的間接氧化作用．對某養(yǎng)豬場廢水進行電化學氧化處理，選用IrO₂-TiO₂/Ti電極作為陽極，陰極采用網狀鈦板，加入一定量的NaCl，調節(jié)溶液的pH，在電流密度為85mA•cm^-2下電解，180min內去除率達到98.22%．
①陽極發(fā)生的電極反應式是2Cl^--2e^-=C1₂↑；HClO氧化除去氨氮的反應離子方程式是2NH₄⁺+3HClO=N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-．
②為了提高氨氮的去除率，需要控制溶液中Cl^-的濃度和pH，根據(jù)如圖判斷：

Cl^-的適宜濃度為8g•L^-1，適宜的pH為8．

Answer 1

分析 （1）銨根能被氧氣氧化為硝酸根、氫離子和水；
（2）①鎂離子、銨根與磷酸根反應生成MgNH₄PO₄•6H₂O；
②銨根離子能與氫氧根反應氣態(tài)氨，Mg²⁺能與氫氧根反應生成Mg（OH）₂沉淀；
（3）①電解時陽極氯離子先放電，次氯酸與銨根反應生成氮氣和氫離子；
②pH＞10時，溶液中銨根離子變成氣態(tài)氨揮發(fā)，Cl-的濃度為8g/L、10g/L、12g/L對氨氮最后的去處率差不多，從節(jié)約成本角度考慮選用8g/L．

解答 解：（1）銨根能被氧氣氧化為硝酸根、氫離子和水，離子方程式為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，故答案為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O；
（2）①鎂離子、銨根與磷酸根反應生成MgNH₄PO₄•6H₂O，離子方程式為：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O=MgNH₄PO₄•6H₂O↓，故答案為：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O=MgNH₄PO₄•6H₂O↓；
②銨根離子能與氫氧根反應氣態(tài)氨揮發(fā)，Mg²⁺能與氫氧根反應生成Mg（OH）₂沉淀，故答案為：溶液中銨根離子變成氣態(tài)氨揮發(fā)，Mg²⁺會生成Mg（OH）₂沉淀；
（3）①電解時陽極氯離子先放電，電極反應式是：2Cl^--2e^-=C1₂↑，次氯酸與銨根反應生成氮氣和氫離子，離子方程式是：2NH₄⁺+3HClO=N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-，
故答案為：2Cl^--2e^-=C1₂↑；2NH₄⁺+3HClO=N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-；
②pH＞10時，溶液中銨根離子變成氣態(tài)氨揮發(fā)，從圖1看出Cl-的濃度為8g/L、10g/L、12g/L對氨氮最后的去處率差不多，從節(jié)約成本角度考慮選用8g/L；從圖2看出，在相同時間內，pH 為8時對有效余氯的影響最大，故選pH 為8，故答案為：8g•L^-1；8．

點評 本題考查離子方程式的書寫、電解原理等，明確電解反應，電解產物判斷是關鍵，難度不大，注意掌握基礎是關鍵，題目難度中等．