Question

某氮肥廠氨氮廢水中氮元素多以NH₄⁺和NH₃?H₂O的形式存在，該廢水的處理流程如下：
氨氮廢水

Ⅰ

低濃度氨氮廢水

Ⅱ

含HNO3廢水

Ⅲ

達標廢水  
（1）過程Ⅰ：加NaOH溶液，調節pH至9后，升溫至30℃，通空氣將氨趕出并回收．用離子方程式表示加NaOH溶液的作用

 

（2）過程Ⅱ：在微生物作用的條件下，NH₄⁺經過兩步反應被氧化成NO₃^-．兩步反應的能量變化示意圖如圖：
第一步反應是

 

反應（選填“放熱”或“吸熱”），判斷依據是

 

．1mol NH₄⁺（aq）完全轉化成NO₃^-（aq）共與環境交換了

 

kJ熱量．
（3）過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH₃OH，將HNO₃還原成N₂．若該反應消耗32g CH₃OH轉移6mol電子，則參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比是

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,氧化還原反應的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）銨根能和強堿反應生成一水合氨，加熱生成氨氣；
（2）反應物總能量高于生成物總能量，為放熱反應；據兩步反應的圖示分析熱量變化；
（3）根據消耗甲醇的量和轉移電子的量來書寫方程式，并確定氧化劑和還原劑的量的多少．

解答： 解：（1）銨鹽和氫氧化鈉在加熱條件下反應生成氨氣，反應的離子方程式為NH₄⁺+OH^-

30℃  .

NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₄⁺+OH^-

30℃  .

NH₃↑+H₂O；
（2）由圖象可知，反應物總能量高于生成物總能量，為放熱反應，兩步反應共放熱273KJ+73KJ=346KJ，
故答案為：放熱；反應物總能量高于生成物總能量；346；
（3）消耗32g（1mol）CH₃OH轉移6mol電子，由CH₃OH中碳原子的化合價升高6，所以反應后碳的化合價為+4，產物為CO₂，
根據質量守恒和化合價升降總數相等得：5CH₃OH+6HNO₃═5CO₂+3N₂+13H₂O，反應中氧化劑是硝酸，還原劑是甲醇，參加反應的還原劑和氧化劑的物質的量之比是5：6，
故答案為：5：6．

點評：本題綜合考查物質的分離提純以及化學方程式的計算，為高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，注意把握相關物質的性質以及氧化還原反應的相關計算，難度不大．