Question

【题目】水体污染的治理是化学工作者研究的重要课题。

(1)水体常见污染物之一的氨氮主要指游离氨或铵盐，可以通入一定量的氯气，利用产生的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

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

(2)电解法也可除去水中的氨氮，实验室用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl的酸性混合溶液来模拟。

①电解时，阳极的电极反应式为______________。电解过程中溶液初始Cl-浓度和pH对氨氮去除速率与能耗（处理一定量氨氮消耗的电能）的影响关系如图1和图2所示：

②图l中当Cl-浓度较低时、图2中当初始pH达到12时，氨氮去除速率低而能耗高的原因可能是_______________________。

③图2中，pH为____时处理效果最佳；当pH过低时，处理效果不佳的原因可能是_______。

(3)废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS) =1.1×l0-21．Ksp(CuS)=1.3×10-36，国家规定的排放标准：镍低于1.1×10-5mol/L，铜低于7.8×l0-5mol/L。则需要控制溶液中S2-的浓度不低于______mol/L。

Answer 1

【答案】 2a+b 2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑ 阳极可能OH﹣放电，产生大量氧气，消耗电能 6 pH太低时，产生的Cl2会从溶液中逸出 10﹣16

【解析】（1）设已知中的三个方程式分别为①、②、③，2×①＋②得：2NH4++3HClO=N2+3H2O+5H++3Cl-，故ΔH＝(2a＋b)kJ mol-1。

（2）①用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl的酸性混合溶液，阳极发生氧化反应，Cl-失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑。②Cl-浓度较低或pH较大时，阳极可能是OH-放电，产生大量氧气，消耗电能，所以氨氮去除速率低而能耗高。③由图像可看出，图2中pH为6时处理效果最佳；pH过低时，氢离子浓度大，反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡逆向移动，Cl2溶解度降低，产生的Cl2会从溶液中逸出而使氨氮去除速率降低，所以处理效果不佳。

（3）Ni2+达到排放标准时，c(S2-)×c(Ni2+)≤Ksp(NiS)，所以c(S2-)≥mol/L==10-16mol/L，因为Ksp(CuS)远小于Ksp(NiS)，所以此时Cu2+肯定达到排放标准，则需要控制溶液中S2-的浓度不低于10-16mol/L。