Question

【題目】氨對人類的生產(chǎn)生活具有重要影響。

氨的制備與利用。

(1)工業(yè)合成氨的化學方程式是_______________。

氨的定量檢測。水體中氨氣和銨根離子(統(tǒng)稱氨氮)總量的檢測備受關注。利用氨氣傳感器檢測水體中氨氮含量的示意圖如下：

(2)利用平衡原理分析含氨氮水樣中加入NaOH溶液的作用：________。

(3)若利用氨氣傳感器將1L水樣中的氨氮完全轉化為N2時，轉移電子的物質的量為6×10-4mol，則水樣中氨氮(以氨氣計)含量為_________mg·L-1。

(4)氨的轉化與去除。 微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術。如圖為MFC碳氮聯(lián)合同時去除的氮轉化系統(tǒng)原理示意圖。

已知A、B兩極生成CO2和N2的物質的量之比為5：2，寫出A極的電極反應式：___________。

Answer 1

【答案】N2+3H22NH3 c(OH-)增大，使NH4++OH-NH3H2ONH3+H2O平衡正向移動，利于生成氨氣，被空氣吹出 3.4 CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+

【解析】

(1)工業(yè)合成氨是利用氮氣和氫氣在高溫高壓催化劑的作用下反應生成氨氣；

(2)氫氧根離子濃度增大會結合銨根離子利于生成氨氣；

(3)若利用氨氣傳感器將1L水樣中的氨氮完全轉化為N2時，依據(jù)氮元素守恒和電子轉移守恒計算水樣中氨氮（以氨氣計）含量；

(4)圖示分析可知微生物燃料電池中氫離子移向B電極，說明A為原電池的負極，B為原電池的正極，NO3-離子在正極得到電子生成氮氣發(fā)生還原反應，CH3COO-在原電池負極失電子生成二氧化碳氣體，發(fā)生氧化反應，環(huán)境為酸性介質。

(1)工業(yè)合成氨是利用氮氣和氫氣高溫高壓催化劑的作用下反應生成氨氣，其反應的化學方程式為：N2+3H22NH3；

(2)利用平衡原理分析含氨氮水樣中加入NaOH溶液的作用是c(OH-)增大，使NH4++OH-NH3H2ONH3+H2O平衡正向移動，利于生成氨氣，被空氣吹出；

(3)將1L水樣中的氨氮完全轉化為N2時，轉移電子的物質的量為6×10-4mol，依據(jù)氮元素守恒有：2NH3～N2～6e-，可見，每有2molNH3反應，轉移6mol電子，則轉移電子的物質的量n(NH3)=2×10-4mol，由于溶液的體積是1L，所以c(NH3)=2×10-4mol/L；則水樣中氨氮(以氨氣計)含量=2×10-4mol/L×17g/mol=3.4×10-3g/L=3.4mg/L；

(4)圖示分析可知微生物燃料電池中氫離子移向B電極，說明A為原電池的負極，B為原電池的正極，NO3-離子在正極得到電子生成氮氣發(fā)生還原反應，CH3COO-在原電池負極失電子生成二氧化碳氣體，發(fā)生氧化反應，環(huán)境為酸性介質，則A極的電極反應式為：CH3COO--8e-+2H2O═2CO2+7H+，B電極反應式為：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O。