9.氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮(用NH3表示)转化为氮气除去,其相关反应的主要热化学方程式如下:
反应①:NH3(aq)+HClO(aq)═NH2Cl(aq)+H2O(I)△H1=akJ•mol-1
反应②:NH2Cl(aq)+HClO(aq)═NHCl2(aq)+H2O(I)△H2=bkJ•mol-1
反应③:2NHCl2(aq)+H2O(I)═N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)△H3=ckJ•mol-1
(1)2NH3(aq)+HClO(aq)═N2(g)+3H2O(I)+3HCl(aq)的△H=(2a+2b+c)kJ/mol.
(2)已知在水溶液中NH2Cl较稳定,NHCl2不稳定易转化为氮气.在其他条件一般的情况下,改变$\frac{n(NaClO)}{n(N{H}_{3})}$(即NaClO溶液的投入液),溶液中次氯酸钠去除氨氮效果与余氯(溶液中+1价氯元素的含量)影响如图1所示.a点之前溶液中发生的主要反应为A.
A.反应①B.反应①②C.反应①②③
反应中氨氮去除效果最佳的$\frac{n(NaClO)}{n(N{H}_{3})}$值约为1.5.

(3)溶液pH对次氯酸钠去除氨氮有较大的影响(如图2所示).在pH较低时溶液中有无色无味的气体生成,氨氮去除效率较低,其原因是盐酸与次氯酸钠反应生成次氯酸,次氯酸分解生成氧气,与氨氮反应的次氯酸减小.

(4)用电化学法也可以去除废水中氨氮.在蒸馏水中加入硫酸铵用惰性电极直接电解发现氨氮去除效率极低,但在溶液中再加入一定量的氯化钠后,去除效率可以大大提高.反应装置如图3所示,b为电极正极,电解时阴极的电极反应式为2H2O+2NH4++2e-=2NH3•H2O+H2↑或2H++2e-=H2↑.
(5)氯化磷酸三钠(Na2PO4•0.25NaClO•12H2O)可用于减小水的硬度,相关原理可用下列离子方程式表示:
3CaSO4(s)+2PO43-(aq)?Ca3(PO42(s)+3SO42-(aq),该反应的平衡常数K=3.77×1013
[已知Ksp[Ca3(PO42]=2.0×10-29,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6].
6.镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成.放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁.由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究.
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+
②某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)nKsppH
开始沉淀沉淀完全
Al(OH)32.0×10-324.1-
Fe(OH)33.5×10-382.23.5
Fe(OH)21.0×10-157.59.5
Ni(OH)26.5×10-186.48.4
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.02gFe,理论电池工作1.72min.(写出计算式,已知F=96500C/mol.)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:

①方案中加入适量双氧水的目的是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀Fe(OH)3和沉淀Al(OH)3(填化学式).设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案:将混合物加入氢氧化钠溶液充分溶解、过滤、洗涤得到滤渣为氢氧化铁,将滤液中通入过量二氧化碳气体过滤洗涤得到沉淀氢氧化铝.
②滤液Ⅲ中溶质的主要成分是NaCl(填化学式);气体I为Cl2,判断依据是电解氯化钠溶液,阳极上氯离子失电子生成氯气,Ni(OH)2-Ni(OH)3,镍元素化合价升高需要加入气体为氧化剂所以气体Ⅰ为Cl2
 0  156026  156034  156040  156044  156050  156052  156056  156062  156064  156070  156076  156080  156082  156086  156092  156094  156100  156104  156106  156110  156112  156116  156118  156120  156121  156122  156124  156125  156126  156128  156130  156134  156136  156140  156142  156146  156152  156154  156160  156164  156166  156170  156176  156182  156184  156190  156194  156196  156202  156206  156212  156220  203614 

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