Question

5．味精厂、化肥厂、垃圾渗滤液等排放的废水中往往含有高浓度的氨氮，若不经处理直接排放会对水体造成严重的污染．请回答下列问题：
（1）生物硝化法：在富氧条件下，通过硝酸盐菌的作用，将氨氮（以NH₄⁺表示，下同）氧化成硝酸盐，其反应的离子方程式为NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O．
（2）MAP沉淀法：向氨氮废水中投加磷酸盐和镁盐，使之和NH₄⁺生成难溶复盐MgNH₄PO₄•6H₂O（简称MAP）结晶，是一种比较新颖有效的处理方法．
①用离子方程式表示反应的原理Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O=MgNH₄PO₄•6H₂O↓．
②MAP沉淀法需要控制反应的pH 在7.5～10之间．当pH＞10时，由于溶液中铵根离子变成气态氨挥发，Mg²⁺会生成Mg（OH）₂沉淀而不利于MAP的生成．
（3）电化学氧化法：电化学去除氨氮主要是氯气和次氯酸的间接氧化作用．对某养猪场废水进行电化学氧化处理，选用IrO₂-TiO₂/Ti电极作为阳极，阴极采用网状钛板，加入一定量的NaCl，调节溶液的pH，在电流密度为85mA•cm^-2下电解，180min内去除率达到98.22%．
①阳极发生的电极反应式是2Cl^--2e^-=C1₂↑；HClO氧化除去氨氮的反应离子方程式是2NH₄⁺+3HClO=N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-．
②为了提高氨氮的去除率，需要控制溶液中Cl^-的浓度和pH，根据如图判断：

Cl^-的适宜浓度为8g•L^-1，适宜的pH为8．

Answer 1

分析 （1）铵根能被氧气氧化为硝酸根、氢离子和水；
（2）①镁离子、铵根与磷酸根反应生成MgNH₄PO₄•6H₂O；
②铵根离子能与氢氧根反应气态氨，Mg²⁺能与氢氧根反应生成Mg（OH）₂沉淀；
（3）①电解时阳极氯离子先放电，次氯酸与铵根反应生成氮气和氢离子；
②pH＞10时，溶液中铵根离子变成气态氨挥发，Cl-的浓度为8g/L、10g/L、12g/L对氨氮最后的去处率差不多，从节约成本角度考虑选用8g/L．

解答 解：（1）铵根能被氧气氧化为硝酸根、氢离子和水，离子方程式为：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，故答案为：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O；
（2）①镁离子、铵根与磷酸根反应生成MgNH₄PO₄•6H₂O，离子方程式为：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O=MgNH₄PO₄•6H₂O↓，故答案为：Mg²⁺+NH₄⁺+PO₄^3-+6H₂O=MgNH₄PO₄•6H₂O↓；
②铵根离子能与氢氧根反应气态氨挥发，Mg²⁺能与氢氧根反应生成Mg（OH）₂沉淀，故答案为：溶液中铵根离子变成气态氨挥发，Mg²⁺会生成Mg（OH）₂沉淀；
（3）①电解时阳极氯离子先放电，电极反应式是：2Cl^--2e^-=C1₂↑，次氯酸与铵根反应生成氮气和氢离子，离子方程式是：2NH₄⁺+3HClO=N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-，
故答案为：2Cl^--2e^-=C1₂↑；2NH₄⁺+3HClO=N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-；
②pH＞10时，溶液中铵根离子变成气态氨挥发，从图1看出Cl-的浓度为8g/L、10g/L、12g/L对氨氮最后的去处率差不多，从节约成本角度考虑选用8g/L；从图2看出，在相同时间内，pH 为8时对有效余氯的影响最大，故选pH 为8，故答案为：8g•L^-1；8．

点评 本题考查离子方程式的书写、电解原理等，明确电解反应，电解产物判断是关键，难度不大，注意掌握基础是关键，题目难度中等．