Question

【題目】NaClO廣泛用作消殺劑、水處理劑及漂白劑等。

已知：NaClO溶液中物種分布分?jǐn)?shù)與溶液pH的關(guān)系如圖1所示。

（1）向NaClO溶液中通入CO2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___(H2CO3的lgKa1、lgKa2依次為-6.38、-10.21)；反應(yīng)ClO-+H2OHClO+OH-的lgK=____。

（2）用Na+導(dǎo)體陶瓷膜電解法生產(chǎn)次氯酸鈉溶液的裝置如圖2所示。

①陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2的電極反應(yīng)式為____。

②其他條件不變，若撤去“Na+導(dǎo)體陶瓷膜”，NaClO的產(chǎn)率則會(huì)降低，其主要原因是___。

（3）NaClO溶液中ClO-與H2O產(chǎn)生更強(qiáng)氧化性的HClO，可將水體中氨氮氧化為N2(NH3比NH更易被氧化)。室溫時(shí)，取氨氮廢水200mL，在轉(zhuǎn)速、NaClO投加量相同且均反應(yīng)30min時(shí)，反應(yīng)初始pH對(duì)剩余氨氮濃度及氨氮去除率的影響如圖3所示。

①NaClO氧化NH3的化學(xué)方程式為___。

②pH在3～7時(shí)，隨pH增大氨氮去除率升高的原因是___。

③pH在7～9時(shí)，隨pH增大氨氮去除率降低的原因是__。

Answer 1

【答案】CO2+ClO-+H2O=HCO+HClO -6.5 2Cl--2e-=Cl2↑ ClO-擴(kuò)散到陰極并被還原 2NH3+3NaClO=N2+3H2O+3NaCl 隨溶液pH增大，NH逐漸轉(zhuǎn)化為更易被氧化的NH3，且由圖1知NaClO溶液的主要成分為氧化能力更強(qiáng)的HClO NaClO溶液中ClO-含量增大，氧化性減弱

【解析】

（1）酸性強(qiáng)弱HClO＞HCO3-，根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知，二者反應(yīng)生成碳酸氫鈉和次氯酸；根據(jù)水解平衡常數(shù)進(jìn)行推算；

（2）①陽(yáng)極上氯離子失電子產(chǎn)生Cl2；

②ClO-擴(kuò)散到陰極并被還原，導(dǎo)致NaClO的產(chǎn)率則會(huì)降低；

（3）①NaClO氧化NH3生成氮?dú)�，同時(shí)生成氯化鈉和水；

②③根據(jù)圖中信息結(jié)合曲線(xiàn)變化進(jìn)行分析。

（1）酸性強(qiáng)弱HClO＞HCO3-，根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知，二者反應(yīng)生成碳酸氫鈉和次氯酸，離子方程式為ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3-；

根據(jù)圖中信息可知當(dāng)pH=7.5，Ka=c(H+)=10-7.5，反應(yīng)ClO-+H2OHClO+OH-的K=====10-6.5；lgK= lg10-6.5=-6.5；

（2）①陽(yáng)極上氯離子失電子產(chǎn)生Cl2，發(fā)生的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑；

②其他條件不變，若撤去“Na+導(dǎo)體陶瓷膜”， ClO-擴(kuò)散到陰極并被還原，導(dǎo)致NaClO的產(chǎn)率則會(huì)降低；

（3）①NaClO氧化NH3生成氮?dú)�，同時(shí)生成氯化鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3NaClO=N2+3H2O+3NaCl；

②隨溶液pH增大，NH逐漸轉(zhuǎn)化為更易被氧化的NH3，且由圖1知NaClO溶液的主要成分為氧化能力更強(qiáng)的HClO，故pH在3～7時(shí)，隨pH增大氨氮去除率升高；

③NaClO溶液中ClO-含量增大，氧化性減弱，故pH在7～9時(shí)，隨pH增大氨氮去除率降低。