(12分)當今水體的污染成為人們關注的焦點。利用化學原理可以對工廠排放的廢水進行有效檢測與合理處理。
(1)廢水中的N、P元素是造成水體富營養(yǎng)化的關鍵因素,農藥廠排放的廢水中常含有較多的NH4+和PO43-,一般可以通過以下兩種方法將其除去。
①方法一:將Ca(OH)2或CaO 投加到待處理的廢水中,生成磷酸鈣,從而進行回收。已知常溫下Ksp[Ca3(PO4)2]=2.0×10-33,當處理后的廢水中c(Ca2+)=2.0×10-7 mol·L-1時,溶液中c(PO43-)= mol·L-1。
②方法二:在廢水中加入鎂礦工業(yè)廢水,就可以生成高品位的磷礦石——鳥糞石,反應的方程式為Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4↓。該方法中需要控制污水的pH為7.5~10.0,若pH高于10.7,鳥糞石的產(chǎn)量會大大降低。其原因可能為 ;與方法一相比,方法二的優(yōu)點為 。
(2)染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO2-,可在堿性條件下加入鋁粉除去,加熱處理后的廢水會產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,F(xiàn)有1.0t含氮質量分數(shù)為0.035%的NO2-廢水,用此法完全處理后生成的AlO2-的物質的量為 。
(3)工業(yè)上也會利用鋁粉除去含氮廢水中的NO3-,F(xiàn)在處理100m3濃度為2.0×10-4 mol·L-1的NaNO3溶液,加入一定量的2 mol·L-1的NaOH溶液和鋁粉,控制溶液pH在10.7左右,加熱,使產(chǎn)生的氣體全部逸出,當NaNO3反應掉一半時,測得氮氣和氨氣的體積比為4∶1,求此過程中消耗鋁的質量。(寫出計算過程,無過程以0分計算)
(1)①5.0×10-7 (2分)
②當pH高于10.7時,溶液中的Mg2+、NH4+會與OH-反應,平衡向逆反應方向移動;(2分)能同時除去廢水中的氮,充分利用了鎂礦工業(yè)廢水 (2分)
(2)50 mol(根據(jù)2Al + NO2―+OH―+ 2H2O=2AlO2―+ NH3·H2O計算,訓練單位換算)
(2分)
(3)參加反應的n(NaNO3)=100m3×103 L·m-3×2.0×10-4 mol·L-1×1/2=10mol (4分)
[方法1] 根據(jù)方程式:16Al + 9NO3―+7OH―=16AlO2―+ 4N2↑+ NH3↑+ 2H2O
16 9
n(Al) 10mol
n(Al) =160/9mol
[方法2] 根據(jù)氮原子守恒,還原產(chǎn)物氮氣和氨氣中的氮原子之比為8∶1,即可得:
生成的n(N2)=(10mol×8/9)/2=40/9mol;n(NH3)=10mol×1/9=10/9mol
根據(jù)電子轉移守恒,可得:
40/9mol×10+10/9mol×8=n(Al)×3;n(Al)=160/9mol
此過程中消耗m(Al)=160/9mol×27 g·mol-1=480g
[其他合理解答也給分]
解析
科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解
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科目:高中化學 來源:2013屆廣東省高一下學期期末考試化學 題型:選擇題
佛山隨著私家車的不斷增多,汽車尾氣對環(huán)境的污染成為人們關注的焦點,下列不屬于汽車尾氣中所含主要化合物的是
A.碳氧化合物 B.碳氫化合物 C.氟氯烴 D.氮氧化合物
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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