Question

10．氮肥的使用在提高糧食產量的同時，也導致了土壤、水體污染等環(huán)境問題．
（1）長期過量使用NH₄Cl等銨態(tài)化肥，易導致土壤酸化，請用化學用語解釋原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．
（2）過量的NH₄⁺將導致水體富營養(yǎng)化，檢測水樣中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⁺轉化NO₃^-（圖1）

①生物硝化法處理廢水，會導致水體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，最適宜用來調節(jié)水體pH的物質是B．
A．NaOH    B．CaCO₃    C．NH₃•H₂O    D．CO₂
步驟Ⅱ：采用電解法將NO₃^-轉化為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為強酸弱堿鹽，水解呈酸性；
（2）銨鹽與氫氧化鈉反應生成氨氣，氨氣為堿性氣體；
（3）①NH₄⁺被氧化生成硝酸根離子和氫離子；
②調節(jié)水體pH可加入堿性物質，但不能引入新雜質；
③與電源正極相連的一極發(fā)生氧化反應；
④B極發(fā)生還原反應，NO₃^-轉化為N₂；
⑤結合電極方程式計算．

解答 解：（1）NH₄Cl為強酸弱堿鹽，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，如變藍色，說明有氨氣生成，
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，反應的離子方程式為NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O，故答案為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O；
②調節(jié)水體pH可加入堿性物質，但不能引入新雜質，應加入碳酸鈣，故選B；
③與電源正極相連的一極發(fā)生氧化反應，有NO₃^-的為陰極反應，則A為陽極，故答案為：A；
④B極發(fā)生還原反應，NO₃^-轉化為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．

點評 本題考查較為綜合，以含氮元素為載體綜合考查學生的分析、實驗和計算能力，有利于培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)，難度中等．