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16.某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在,该废水的处理流程如图1:

(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,其作用用离子方程式表示为NH4++OH-═NH3•H2O,调节pH至9后,升温至30℃,通空气将氨赶出并回收;
(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-.两步反应的能量变化示意图如图2:
①第一步反应的热化学方程式是NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-273KJ/mol;
②1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=-346 kJ/mol;
(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2.若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子,则该反应的化学方程式是5CH3OH+6HNO3=3N2+5CO2↑+13H2O.

分析 (1)铵根能和强碱反应生成一水合氨;
(2)①根据能量变化示意图可知反应物是1molNH4+(aq)和1.5molO2(g),生成物是1molNO2-(aq)、2molH+(aq)、1molH2O(l),△H=-273KJ/mol,从而写出热化学反应方程式;
②根据能量变化示意图可得第一步和第二步的热化学反应方程式,再用盖斯定律求得1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式;
(3)32g CH3OH的物质的量为1mol,转移6mol电子,则甲醇中的碳由-2价变为+4价,即生成CO2,据此写出化学方程式.

解答 解:(1)①铵盐能和强碱反应,实质是:NH4++OH-═NH3•H2O,故答案为:NH4++OH-═NH3•H2O;
(2)①根据能量变化示意图可得第一步的热化学方程式为:NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-273KJ/mol,
故答案为:NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-273KJ/mol;
②第一步的热化学方程式为:NH4+(aq)+1.5O2(g)═NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)△H=-273KJ/molⅠ
第二步的热化学方程式为:NO2-(aq)+0.5O2(g)═NO3-(aq)△H=-73KJ/molⅡ
1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式可由盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=-346 kJ/mol,
故答案为:NH4+(aq)+2O2(g)═2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=-346 kJ/mol;
(3)32g CH3OH的物质的量为1mol,转移6mol电子,则甲醇中的碳由-2价变为+4价,即生成CO2,根据得失电子数守恒配平可得:5CH3OH+6HNO3=3N2+5CO2↑+13H2O,
故答案为:5CH3OH+6HNO3=3N2+5CO2↑+13H2O.

点评 本题以废水处理为载体考查化学反应能量变化和氧化反应还原等知识,注意把握相关物质的性质以及氧化还原反应的相关计算,难度不大.

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次数第1次第2次第3次
加入盐酸的质量/g101010
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请计算:
(1)石灰石样品中杂质的质量为4g;
(2)所加盐酸的溶质质量分数.

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