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NH
3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:NH
3(aq)+HClO(aq)═NH
2Cl(aq)+H
2O(I)△H
1=akJ•mol
-1反应②:NH
2Cl(aq)+HClO(aq)═NHCl
2(aq)+H
2O(I)△H
2=bkJ•mol
-1反应③:2NHCl
2(aq)+H
2O(I)═N
2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)△H
3=ckJ•mol
-1(1)2NH
3(aq)+HClO(aq)═N
2(g)+3H
2O(I)+3HCl(aq)的△H=
.
(2)已知在水溶液中NH
2Cl较稳定,NHCl
2不稳定易转化为氮气.在其他条件一般的情况下,改变
(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.反应①B.反应①②C.反应①②③
反应中氨氮去除效果最佳的
值约为
.
(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
.
(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
极,电解时阴极的电极反应式为
.
(5)氯化磷酸三钠(Na
2PO
4•0.25NaClO•12H
2O)可用于减小水的硬度,相关原理可用下列离子方程式表示:
3CaSO
4(s)+2PO
43-(aq)⇌Ca
3(PO
4)
2(s)+3SO
42-(aq),该反应的平衡常数K=
.
[已知K
sp[Ca
3(PO
4)
2]=2.0×10
-29,K
sp(CaSO
4)=9.1×10
-6].