Question

19．资料显示，可用次氯酸钠处理废水中的氨氮（NH₃），使其转化为氮气除去，其主要反应如下：
①NH₃（aq）+HClO（aq）═NH₂Cl（aq）+H₂O（I）
②2NH₂Cl（aq）+HClO（aq）═N₂（g）+H₂O（I）+3HCl（aq）
（1）在其他条件不变的情况下，向一定量废水中逐滴滴加次氯酸钠溶液，氨氮去除率随$\frac{n（NaClO）}{n（N{H}_{3}）}$的变化曲线如图1：

Ⅰ．物质NH₂Cl中氮元素的化合价是-1．
Ⅱ．a-b点间，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c（NaClO）增大，水解平衡正向移动，使c（HClO）增大，NH₃被氧化为N₂速度加快．
（2）Ⅰ．反应①②中HClO 的来源用化学用语解释是ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
Ⅱ．实验测得，废水中pH与氨氮去除率如图2所示：
pH较高时，氨氮去除率下降的原因是c（OH^-）较大，抑制NaClO水解，c（HClO）较小致氧化能力弱．
pH较低时，氨氮去除率也下降，可能的原因是c（H⁺）较大，促进NaClO水解，c（HClO）太高致HClO易分解．
（3）运用上述原理去除废水中的氨氮，可结合图3所示的电解法．
Ⅰ．a极为负极．
Ⅱ．d极反应式为Cl^--2e^-+H₂O=H⁺+HClO．

Answer 1

分析 （1）I．H为+1价，Cl为-1价，化合物中正负化合价的倒数和为0；
II．a-b点间，溶液中氨氮去除率迅速提高，与c（NaClO）增大生成HClO有关；
（2）I．水解生成HClO；
II．pH较高时，氨氮去除率下降，与OH^-抑制NaClO水解有关；pH较低时，氨氮去除率也下降与c（HClO）太高致HClO易分解有关；
（3）由图可知，电解时Cl^-失去电子转化为HClO，HClO可氧化氨气生成氮气，则d连接电源正极为阳极．

解答 解：（1）Ⅰ．H为+1价，Cl为-1价，化合物中正负化合价的倒数和为0，则N元素的化合价为0-（+1）×2-（-1）=-1，
故答案为：-1；
Ⅱ．a-b点间，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是c（NaClO）增大，水解平衡正向移动，使c（HClO）增大，NH₃被氧化为N₂速度加快，
故答案为：c（NaClO）增大，水解平衡正向移动，使c（HClO）增大，NH₃被氧化为N₂速度加快；
（2）Ⅰ．反应①②中HClO 的来源用化学用语解释是ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，
故答案为：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
Ⅱ．pH较大时，c（OH^-）较大，抑制NaClO水解，c（HClO）较小致氧化能力弱，去除率降低；pH较小时，c（H⁺）较大，促进NaClO水解，c（HClO）太高致HClO易分解，去除率降低，
故答案为：c（OH^-）较大，抑制NaClO水解，c（HClO）较小致氧化能力弱；c（H⁺）较大，促进NaClO水解，c（HClO）太高致HClO易分解；
（3）由图可知，电解时Cl^-失去电子转化为HClO，HClO可氧化氨气生成氮气，则d连接电源正极为阳极，可知a为负极，d为阳极，阳极反应为Cl^--2e^-+H₂O=H⁺+HClO，
故答案为：负极；Cl^--2e^-+H₂O=H⁺+HClO．

点评 本题考查化学平衡及电解原理，为高频考点，把握图象分析、平衡移动原理及电极反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意信息的应用，题目难度较大．