氮元素是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因,在水中常以氨氮或NO3?形式存在。
(1)在pH為4~6時,用H2在Pd-Cu催化下將NO3-還原為N2可消除水中NO3?.該反應(yīng)的離子方程式為2NO3-+5H2+2H+=N2↑+6H2O2NO3-+5H2+2H+=N2↑+6H2O。若用H2和CO2的混合氣體代替H2,NO3-去除效果更好,其原因是CO2溶于溶液中,可維持pH在4~6之間CO2溶于溶液中,可維持pH在4~6之間。
(2)NaClO氧化可除去氨氮,反應(yīng)機(jī)理如圖1所示(其中H2O和NaCl略去),實(shí)驗(yàn)測得相同條件下,相同反應(yīng)時間,pH與氨氮的去除率關(guān)系如圖2所示,溫度與氨氮去除率關(guān)系如圖3所示。
①NaClO氧化NH3的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3NaClO=N2↑+3H2O+3NaCl2NH3+3NaClO=N2↑+3H2O+3NaCl。
②如圖2所示,在pH>9時,pH越大去除率越小,其原因是HClO的濃度減小,氧化反應(yīng)速率減慢HClO的濃度減小,氧化反應(yīng)速率減慢。
③如圖3所示,溫度低于15℃時,溫度越低去除率越低其原因是溫低時,反應(yīng)速率慢溫低時,反應(yīng)速率慢。當(dāng)溫度高于25℃時,溫度越高去除率也越低,其原因是溫度高時,加快了HClO的分解(或NaClO分解),去除率降低溫度高時,加快了HClO的分解(或NaClO分解),去除率降低。
(3)用電化學(xué)法可去除廢水中的氨氮。在含NH4+的廢水中加入氯化鈉,用惰性電極電解。反應(yīng)裝置如圖4所示,則電解時,a極的電極反應(yīng)式為2H2O+2NH4++2e-=2NH3?H2O+H2↑或2H++2e-=H2↑2H2O+2NH4++2e-=2NH3?H2O+H2↑或2H++2e-=H2↑。
【考點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率變化曲線及其應(yīng)用;電解原理.
【答案】2NO3-+5H2+2H+=N2↑+6H2O;CO2溶于溶液中,可維持pH在4~6之間;2NH3+3NaClO=N2↑+3H2O+3NaCl;HClO的濃度減小,氧化反應(yīng)速率減慢;溫低時,反應(yīng)速率慢;溫度高時,加快了HClO的分解(或NaClO分解),去除率降低;2H2O+2NH4++2e-=2NH3?H2O+H2↑或2H++2e-=H2↑
【解答】
【點(diǎn)評】
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