Question

【题目】NaClO广泛用作消杀剂、水处理剂及漂白剂等。

已知：NaClO溶液中物种分布分数与溶液pH的关系如图1所示。

（1）向NaClO溶液中通入CO2，发生反应的离子方程式为___(H2CO3的lgKa1、lgKa2依次为-6.38、-10.21)；反应ClO-+H2OHClO+OH-的lgK=____。

（2）用Na+导体陶瓷膜电解法生产次氯酸钠溶液的装置如图2所示。

①阳极产生Cl2的电极反应式为____。

②其他条件不变，若撤去“Na+导体陶瓷膜”，NaClO的产率则会降低，其主要原因是___。

（3）NaClO溶液中ClO-与H2O产生更强氧化性的HClO，可将水体中氨氮氧化为N2(NH3比NH更易被氧化)。室温时，取氨氮废水200mL，在转速、NaClO投加量相同且均反应30min时，反应初始pH对剩余氨氮浓度及氨氮去除率的影响如图3所示。

①NaClO氧化NH3的化学方程式为___。

②pH在3～7时，随pH增大氨氮去除率升高的原因是___。

③pH在7～9时，随pH增大氨氮去除率降低的原因是__。

Answer 1

【答案】CO2+ClO-+H2O=HCO+HClO -6.5 2Cl--2e-=Cl2↑ ClO-扩散到阴极并被还原 2NH3+3NaClO=N2+3H2O+3NaCl 随溶液pH增大，NH逐渐转化为更易被氧化的NH3，且由图1知NaClO溶液的主要成分为氧化能力更强的HClO NaClO溶液中ClO-含量增大，氧化性减弱

【解析】

（1）酸性强弱HClO＞HCO3-，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸；根据水解平衡常数进行推算；

（2）①阳极上氯离子失电子产生Cl2；

②ClO-扩散到阴极并被还原，导致NaClO的产率则会降低；

（3）①NaClO氧化NH3生成氮气，同时生成氯化钠和水；

②③根据图中信息结合曲线变化进行分析。

（1）酸性强弱HClO＞HCO3-，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸，离子方程式为ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3-；

根据图中信息可知当pH=7.5，Ka=c(H+)=10-7.5，反应ClO-+H2OHClO+OH-的K=====10-6.5；lgK= lg10-6.5=-6.5；

（2）①阳极上氯离子失电子产生Cl2，发生的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；

②其他条件不变，若撤去“Na+导体陶瓷膜”， ClO-扩散到阴极并被还原，导致NaClO的产率则会降低；

（3）①NaClO氧化NH3生成氮气，同时生成氯化钠和水，反应的化学方程式为2NH3+3NaClO=N2+3H2O+3NaCl；

②随溶液pH增大，NH逐渐转化为更易被氧化的NH3，且由图1知NaClO溶液的主要成分为氧化能力更强的HClO，故pH在3～7时，随pH增大氨氮去除率升高；

③NaClO溶液中ClO-含量增大，氧化性减弱，故pH在7～9时，随pH增大氨氮去除率降低。