Question

10．氮肥的使用在提高糧食產(chǎn)量的同時(shí)，也導(dǎo)致了土壤、水體污染等環(huán)境問(wèn)題．
（1）長(zhǎng)期過(guò)量使用NH₄Cl等銨態(tài)化肥，易導(dǎo)致土壤酸化，請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)解釋原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．
（2）過(guò)量的NH₄⁺將導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，檢測(cè)水樣中NH₄⁺所需的試劑是濃NaOH溶液、紅色石蕊試紙．
（3）工業(yè)上處理氨氮廢水的方法如下：
步驟Ⅰ：采用生物硝化法將NH₄⁺轉(zhuǎn)化NO₃^-（圖1）

①生物硝化法處理廢水，會(huì)導(dǎo)致水體pH逐漸下降，用離子方程式解釋原因NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O．
②微生物保持活性的pH范圍為7～9，最適宜用來(lái)調(diào)節(jié)水體pH的物質(zhì)是B．
A．NaOH    B．CaCO₃    C．NH₃•H₂O    D．CO₂
步驟Ⅱ：采用電解法將NO₃^-轉(zhuǎn)化為N₂（圖2）
③與電源正極相連的一極是A（填“A”或“B”）．
④B極的電極反應(yīng)是2NO₃^-+10e^-+6H₂O=N₂+12OH^-．
⑤除去1L廢水中的62mg NO₃^-后，廢水的pH=11．

Answer 1

分析 （1）NH₄Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解呈酸性；
（2）銨鹽與氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣，氨氣為堿性氣體；
（3）①NH₄⁺被氧化生成硝酸根離子和氫離子；
②調(diào)節(jié)水體pH可加入堿性物質(zhì)，但不能引入新雜質(zhì)；
③與電源正極相連的一極發(fā)生氧化反應(yīng)；
④B極發(fā)生還原反應(yīng)，NO₃^-轉(zhuǎn)化為N₂；
⑤結(jié)合電極方程式計(jì)算．

解答 解：（1）NH₄Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，水解呈酸性，水解方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（2）銨鹽與氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣，氨氣為堿性氣體，可加入濃NaOH溶液，然后加入紅色石蕊試紙，如變藍(lán)色，說(shuō)明有氨氣生成，
故答案為：濃NaOH溶液；紅色石蕊試紙；
（3）①NH₄⁺被氧化生成硝酸根離子和氫離子，反應(yīng)的離子方程式為NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，故答案為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O；
②調(diào)節(jié)水體pH可加入堿性物質(zhì)，但不能引入新雜質(zhì)，應(yīng)加入碳酸鈣，故選B；
③與電源正極相連的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，有NO₃^-的為陰極反應(yīng)，則A為陽(yáng)極，故答案為：A；
④B極發(fā)生還原反應(yīng)，NO₃^-轉(zhuǎn)化為N₂，電極方程式為2NO₃^-+10e^-+6H₂O=N₂+12OH^-，故答案為：2NO₃^-+10e^-+6H₂O=N₂+12OH^-；
⑤n（NO₃^-）=0.001mol，總反應(yīng)式為4NO₃^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2N₂+5O₂+4OH^-，可知生成0.001molOH^-，c（OH^-）=0.001mol/L，pH=11，故答案為：11．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，以含氮元素為載體綜合考查學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，難度中等．