《高考化學復習課件：第10單元第41講多樣化的水處理技術》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考化學復習課件：第10單元第41講多樣化的水處理技術（85頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

歡迎進入化學課堂 第41講多樣化的水處理技術從自然資源到化學品 一 獲取潔凈的水1 天然水的凈化 1 混凝法 定義 加入混凝劑 使細小的懸浮物和膠體聚集成較大的顆粒而沉淀 然后用過濾的方法除去 工業(yè)生產中常用的混凝劑有 明礬 硫酸鋁 硫酸亞鐵 硫酸鐵等 明礬凈水原理明礬在水中發(fā)生電離 KAl SO4 2 K Al3 2 Al3 與水發(fā)生水解反應生成Al OH 3 Al3 3H2O Al OH 3 3H 混凝劑難以清除溶解于水中的有機物質 無機鹽和微生物 作為生活用水 經過混凝法凈水后 還必須進行殺菌消毒 2 化學軟化法 天然水與空氣 巖石和土壤等長期接觸 溶解了許多雜質 如無機鹽類 某些可溶性有機物以及氣體等 天然水可分為硬水和軟水硬水 含有較多Ca2 Mg2 的水 軟水 含有少量Ca2 Mg2 或不含Ca2 Mg2 的水 水的硬度可分為暫時硬度和永久硬度暫時硬度 水的硬度是由Ca HCO3 2或Mg HCO3 2引起的 永久硬度 水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的 天然水大多同時具有暫時硬度和永久硬度 硬水軟化的方法通常有加熱法 藥劑法和離子交換法等 2 污水處理 1 污水處理方法有物理法 生物法和化學法等 2 處理工業(yè)廢水常用的化學方法 中和法 沉淀法 氧化還原法 3 海水淡化 電滲析法 1 電滲析法是一種利用離子交換膜進行海水淡化的方法 2 離子交換膜是一種功能性膜 應具有良好的選擇透過性和化學穩(wěn)定性 3 原理 在外加直流電場的作用下 海水中的陰 陽離子分別透過陰膜和陽膜 可達到分離和濃縮的目的 二 海水的綜合利用1 海水中鹽的開發(fā)和利用 1 海水制鹽 海水制鹽的方法有三種 即蒸發(fā)法 電滲析法和冷凍法 目前 海水制鹽的方法仍以蒸發(fā)法 鹽田法 為主 海水蒸發(fā)濃縮 達到飽和析出食鹽晶體 分離后所得到的母液叫苦鹵 2 食鹽資源的利用 電解飽和食鹽水反應原理陰極 2H 2e H2 陽極 2Cl 2e Cl2 總反應 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 生產設備名稱 離子交換膜 電解槽 電解 2 海水提溴 1 氯化 工業(yè)上從海水中提取溴時 首先通氯氣 在pH為3 5左右氯氣氧化溴離子 離子方程式 Cl2 2Br 2Cl Br2 2 吹出 當海水中的Br 被氧化成Br2以后 用空氣將其吹出 另外 也可以用水蒸氣 使溴和水蒸氣一起蒸出 3 吸收 用還原劑二氧化硫使溴單質變?yōu)镠Br 再用氯氣將其氧化成溴產品 化學方程式 SO2 Br2 2H2O 2HBr H2SO4 Cl2 2HBr 2HCl Br2 3 海水提鎂海水提鎂的基本反應原理可表示如下 1 所加試劑 石灰乳 鹽酸 所用操作方法 過濾 濃縮 電解 2 用離子方程式或化學方程式表示海水提鎂的過程 Mg2 2OH Mg OH 2 Mg OH 2 2H Mg2 2H2O MgCl2 Mg Cl2 電解 4 從海水中提取重水 1 提取重水 D2O 的方法有 蒸餾法 電解法 化學交換法和吸附法等 2 常用的方法是化學法 其中的一種是硫化氫 水雙溫交換法 2 生產中原料的選擇工業(yè)生產某種化工產品 選擇原料時要從多方面去考慮 如化學反應原理 廠址選擇 原料 能源 工業(yè)用水的供應能力 存儲 運輸 預處理成本及環(huán)境保護等 3 生產中反應條件的控制對二氧化硫的催化氧化 1 溫度條件 選擇400 500 作為操作溫度 因為在這個溫度范圍內 反應速率和二氧化硫的轉化率都比較理想 2 壓強條件 增大氣體壓強 SO2的平衡轉化率提高得并不多 所以 通常采用常壓操作 3 催化劑 催化劑對化學平衡沒有影響 但能改變到達平衡所需的時間 4 生產中的三廢處理 1 尾氣吸收硫酸生產的尾氣中含有少量SO2 可用Ca OH 2吸收 使其生成CaSO3 再用H2SO4處理 生成SO2和CaSO4 方程式為SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O CaSO3 H2SO4 CaSO4 SO2 H2O 2 污水處理硫酸生產過程中的污水 含有酸性雜質 可用石灰乳中和法處理 方程式為Ca OH 2 H2SO4 CaSO4 2H2O 3 廢渣的利用廢渣可用來制磚或制造水泥 爐渣和礦灰 可作為煉鐵的原料 四 工業(yè)合成氨1 合成氨的反應原理方程式 N2 3H22NH3 該反應是一個正反應方向氣體分子數減少的 可逆的放熱反應 2 適宜化工生產條件的選擇溫度 400 500 壓強 10MPa 30MPa 催化劑 以鐵為主的催化劑 3 合成氨的基本生產過程 1 制備合成氨的原料氣氮氣 一是將空氣液化后蒸發(fā)分離出氧氣獲得氮氣 二是將空氣中的氧氣與碳作用生成二氧化碳 再除去二氧化碳得到氮氣 氫氣 一是水蒸氣通過赤熱的煤 或焦炭 層 化學方程式為 C H2O CO H2 二是甲烷與水蒸氣在催化劑作用下反應 化學方程式為 2 原料氣的凈化凈化的原因 合成氨需要純凈的氮氣和氫氣 在制取原料氣的過程中 ?；煊幸恍╇s質 其中的某些雜質會使合成氨的催化劑中毒而失去催化作用 所以必須除去 吸收H2S NH3 H2O H2S NH4HS H2O 除去CO CO H2O CO2 H2 K2CO3 CO2 H2O 2KHCO3 3 氨的合成與分離 五 工業(yè)生產純堿1 氨堿法也稱索爾維制堿法 其原料是 食鹽 氨和二氧化碳 1 生成碳酸氫鈉和氯化銨將二氧化碳通入含氨的飽和食鹽溶液中 可得到碳酸氫鈉和氯化銨 方程式為 NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl 2 制取碳酸鈉將析出的NaHCO3晶體煅燒 即得Na2CO3 方程式 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨 以便循環(huán)使用 方程式為 2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 2H2O 2 聯合制堿法 又稱侯氏制堿法 1 將制堿中含氯的廢液與合成氨過程中的二氧化碳廢氣加以回收 利用 制成純堿和氯化銨化肥 使制堿和制銨兩大工業(yè)聯合起來 2 原料是食鹽 氨和二氧化碳 考點一獲取潔凈的水 例1為了測量水中有機物等還原性污染物的含量 通過把1L水樣與強氧化劑完全作用時消耗氧化劑的量 折算成以氧氣為氧化劑時的質量 O2mg L 1 來表示 稱為該水樣的化學耗氧量 COD 我國明文規(guī)定 COD 500mg L 1的污水不得直接排放 為了測定某工業(yè)廢水的COD 實驗如下 量取廢水樣品20 00mL 加入0 100mol L 1KMnO410 00mL和少量稀H2SO4 在一定條件下充分反應后 再用0 200mol L 1的草酸鈉 Na2C2O4 溶液滴定過量的KMnO4 達到滴定終點時消耗Na2C2O4溶液11 00mL 1 寫出酸性介質中KMnO4 被還原為Mn2 與Na2C2O4 被氧化為CO2 反應的離子方程式 2 計算該水樣的COD 3 如果每次取水樣20 00mL 加入等體積的0 100mol L 1KMnO4酸性溶液 為簡化計算 令滴定過量KMnO4時 每消耗1 00mLNa2C2O4溶液 就相當于水樣的COD為10mg L 1 該Na2C2O4溶液的物質的量濃度應配制為多少 解析 11 00 10 3 0 2mol0 4 0 2 11 00 10 3mol用于與草酸鈉反應的為0 4 0 2 11 00 10 3 8 8 10 4mol 則與水樣反應的為10 00 10 3 0 1 8 8 10 4 1 2 10 4mol 則換算成氧氣 則氧氣為1 25 1 2 10 4mol 質量為1 25 1 2 10 4mol 32g mol 4 8 10 3g 4 8mg 則該水樣的COD為4 8mg 0 020L 240mg L 3 水樣的COD 10mg L 則20 00mL水樣中 m O2 10 50mg 0 2mg 為0 2 10 3g 32 g mol 6 25 10 6mol 則與草酸鈉反應的MnO為2 10 3mol 0 8 6 25 10 6mol 2 10 3mol 則c Na2C2O4 5 10 3mol 1 10 3L 5 00mol L 答案 1 2 5 16H 2Mn2 8H2O 10CO2 2 240mg L 3 5 00mol L 方法技巧點撥 本題題干內容很多 注意分析和提取有效信息 關鍵在于理解COD的含義 利用滴定實驗原理 結合計算 鞏固數據處理的能力 考點二氯堿工業(yè) 例2氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下 依據上圖完成下列填空 1 在電解過程中 與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應的化學方程式為 與電源負極相連的電極附近 溶液pH 選填 不變 升高 或 下降 2 工業(yè)食鹽含Ca2 Mg2 等雜質 精制過程發(fā)生反應的離子方程式為 3 如果粗鹽中含量較高 必須添加鋇試劑除去 該鋇試劑可以是 選填a b c a Ba OH 2b Ba NO3 2c BaCl2 4 為有效除去Ca2 Mg2 加入試劑的合理順序為 選填a b c a 先加NaOH 后加Na2CO3 再加鋇試劑b 先加NaOH 后加鋇試劑 再加Na2CO3c 先加鋇試劑 后加NaOH 再加Na2CO3 5 脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異 通過 冷卻 填寫操作名稱 除去NaCl 6 在隔膜法電解食鹽水時 電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū) 防止Cl2與NaOH反應 采用無隔膜電解冷的食鹽水時 Cl2與NaOH充分接觸 產物僅是NaClO和H2 相應的化學方程式為 解析 1 電解食鹽水時 與電源正極相連的電極發(fā)生的反應是2Cl 2e Cl2 與電源負極相連的電極發(fā)生的反應是2H 2e H2 消耗H 即產生OH 所以溶液的pH升高 2 精制過程中 加入Na2CO3除去Ca2 Ca2 CaCO3 加入NaOH除去Mg2 Mg2 2OH Mg OH 2 由于Mg OH 2的溶解度小于MgCO3的溶解度 所以Mg2 與OH 混合時 主要生成Mg OH 2沉淀 3 除去應選擇Ba2 如加入Ba NO3 2 溶液中會引入雜質NO 而加入BaCl2或Ba OH 2均不會增加新的雜質 4 除雜質時加入Ba2 和OH 無先后之分 但Na2CO3一定在BaCl2之后加入 因為還能除去多余的Ba2 5 脫鹽工序的目的是分離NaOH和NaCl 由于NaCl溶解度小 因而NaCl首先析出 其操作過程是蒸發(fā) 冷卻 結晶 經過濾得到NaCl晶體 6 如無隔膜會發(fā)生如下反應Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 電解食鹽水溶液的化學方程式為2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 兩反應的化學方程式相加得NaCl H2O NaClO H2 電解 電解 方法技巧點撥 本題取材于教材 以氯堿工業(yè)為主線突出考查了元素及其化合物這一主干知識 通過本題的解答可歸納如下知識點 1 在電解飽和NaCl溶液時 電解池陰極附近溶液的pH為什么會升高 這是因為當電解時Na H 趨向陰極 而H 放電能力比Na 強 故H 在陰極放電 2H 2e H2 而H 在陰極不斷放電打破了水的電離平衡 使陰極附近溶液中c OH c H 故電解一段時間后陰極因生成NaOH而使溶液的pH升高 2 離子交換膜法電解制堿技術是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向 同以前無隔膜法電解制堿技術相比 避免了Cl2進入陰極區(qū)與NaOH溶液接觸發(fā)生如下反應 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 影響產品的質量 考點三海水提取溴和鎂 例3 海水是一種豐富的資源 工業(yè)上從海水中可提取許多種物質 廣泛應用于生活 生產 科技等方面 下圖是某工廠對海水資源進行綜合利用的示意圖 回答下列問題 1 流程圖中操作a的名稱為 2 工業(yè)上從海水中提取的NaCl 可用來制取純緘 其簡要過程如下 向飽和食鹽水中先通入氣體A 后通入氣體B 充分反應后過濾得到晶體C和濾液D 將晶體C灼燒即可制得純堿 氣體A B是CO2或NH3 則氣體A應是 填化學式 濾液D中主要含有NH4Cl NaHCO3等物質 工業(yè)上是向濾液D中通入NH3 并加入細小食鹽顆粒 冷卻析出不含有NaHCO3的副產品NH4Cl晶體 則通入NH3的作用是 3 鎂是一種用途很廣的金屬材料 目前世界上60 的鎂從海水中提取 若要驗證所得無水MgCl2中不含NaCl 最簡單的操作方法是 操作b是在 氛圍中進行 若在空氣中加熱 則會生成Mg OH Cl 寫出有關反應的化學方程式 解析 本題是實驗流程題 考查海水中提取金屬鎂 1 將海水蒸發(fā)結晶得到粗鹽 在提取粗鹽后的母液中主要含有的是Mg2 2 先通氨氣的原因是氨氣易溶于水 CO2微溶于水 若先通CO2 則影響產率 從平衡的角度去分析 增加的濃度 有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向進行 將NaHCO3轉化為Na2CO3而不析出 3 采用焰色反應來檢驗 HCl的作用是防止MgCl2的水解 答案 1 蒸發(fā)結晶 或蒸發(fā) 2 NH3 增加的濃度 有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向進行 將NaHCO3轉化為Na2CO3而不析出 3 用鉑絲蘸取少量固體 置于酒精燈火焰上灼燒 若無黃色火焰產生 則證明所得無水氯化鎂晶體中不含氯化鈉 答焰色反應也可 HCl 氣流 MgCl2 6H2O Mg OH Cl HCl 5H2O 方法技巧點撥 本題是工業(yè)流程題 讀懂流程是關鍵 題中涉及粗鹽的提取 制堿工業(yè) 鎂的提取等 是一道綜合性很強的實驗流程題 從流程中找到實驗原理和實驗目的 正確分析每一個實驗步驟 理解每一個步驟中發(fā)生的化學反應 考點四工業(yè)制備硫酸 例4 分析下面兩個案例并回答有關問題 1 某城鎮(zhèn)生產 生活的分布情況如圖所示 河流中W X Y Z處某次水樣抽測結果如表所示 導致X Y處水樣pH變化的原因可能是 Z處魚類大量減少 產生這種現象的原因可能是 2 某地區(qū)已探明蘊藏有豐富的赤鐵礦 主要成分為Fe2O3 還含有SiO2等雜質 煤礦 石灰石和黏土 擬在該地區(qū)建設大型煉鐵廠 隨著鐵礦的開發(fā)和煉鐵廠的建立 需要在該地區(qū)相應建立焦化廠 發(fā)電廠 水泥廠等 形成有規(guī)模的工業(yè)體系 據此確定上圖中相應工廠的名稱 A B C D 以赤鐵礦為原料 寫出高爐煉鐵中得到生鐵和產生爐渣的化學方程式 從 三廢 利用 環(huán)境保護等角度考慮 該地區(qū)和企業(yè)在生產中應采取的一些措施有 舉出2種措施即可 解析 1 從給出的數據看 X處水樣呈堿性 Y處水樣呈酸性 Z處水樣缺氧 造紙廠排放的堿性污水使X處河水pH升高 火力發(fā)電廠凈化煙氣的酸性廢水治理未達標就排放 造成Y處等的河水pH降低 或火力發(fā)電廠燃燒產生的SO2會導致酸雨的產生 使Y處等的河水pH降低 化肥廠 農田及生活污水Z處河水富營養(yǎng)化 水溫較高 適于藻類等水生植物生長 河水中溶解氧被大量消耗 導致魚類死亡 2 某地區(qū)有豐富煤礦可建立發(fā)電廠和焦化廠 有豐富赤鐵礦和石灰石可建立煉鐵廠 有豐富的石灰石和黏士可建立水泥廠 高爐煉鐵相關反應 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 從 三廢 利用 環(huán)境保護等角度考慮 該地區(qū)和企業(yè)在生產中應建立污水處理系統 將石灰石煅燒成生石灰用于吸收發(fā)電廠和焦化廠燃煤時產生的SO2 減少對空氣的污染 高溫 高溫 答案 1 造紙廠排放的堿性污水使X處河水pH升高 火力發(fā)電廠凈化煙氣的酸性廢水治理未達標就排放 造成Y處等的河水 pH降低 或火力發(fā)電廠燃燒產生的SO2會導致酸雨 飄落后使Y處等的河水pH降低 化肥廠 農田及生活污水使Z處河水富營養(yǎng)化 水溫較高 適于藻類等水生植物生長 河水中溶解氧被大量消耗 導致魚類死亡 2 發(fā)電廠焦化廠煉鐵廠水泥廠 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 用煉鐵廠的爐渣 或CaSiO3 作為水泥廠的原料用發(fā)電廠的煤矸石和粉煤灰作為水泥廠的原料將石灰石煅燒成生石灰 用于吸收發(fā)電廠和焦化廠烯煤時產生的SO2 減少對空氣的污染建立污水處理系統 任意兩種即可 高溫 高溫 方法技巧點撥 本題考查的是接觸法制硫酸的生產過程 反應原理 生產設備和一些生產措施在工業(yè)生產中的意義 要從最本質的角度分析實際操作的原因 以免被一些次要問題所迷惑 考點五工業(yè)生產純堿 例5 純堿是一種重要的化工原料 目前制堿工業(yè)主要有 氨堿法 和 聯合制堿法 兩種工藝 請按要求回答問題 1 氨堿法 產生大量CaCl2廢棄物 請寫出該工藝中產生CaCl2的化學方程式 2 寫出 聯合制堿法 有關反應的化學方程式 3 CO2是制堿工業(yè)的重要原料 聯合制堿法 與 氨堿法 中CO2的來源有何不同 4 綠色化學的重要原則之一是提高反應的原子利用率 根據 聯合制堿法 總反應 列出計算原子利用率的表達式 原子利用率 解析 1 氨堿法中產生CaCl2的化學方程式為 2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 2H2O 2 聯合制堿法的有關方程式為 NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NH4HCO3 NaCl NaHCO3 NH4Cl 4 聯合制堿法的反應式為 NH3 CO2 H2O NaCl NaHCO3 NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 總反應可看作是 2NH3 2NaCl CO2 H2O Na2CO3 2NH4Cl 所以 原子利用率 優(yōu)缺點 此法的優(yōu)點是原料經濟 能連續(xù)生產 副產物NH3和CO2可回收使用 但缺點是大量的CaCl2用途不大 NaCl利用率只有70 左右 約有30 NaCl在母液中 聯合制堿法 的反應過程如下 將飽和的食鹽溶液在冷卻時用氨飽和 后在加壓下通入二氧化碳 來源于合成氨工業(yè)的廢氣 由于NaHCO3溶解度較小而析出 將析出的NaHCO3晶體煅燒 即可制得碳酸鈉 根據氯化銨在常溫時的溶解度比氯化鈉大 而在低溫時卻比氯化鈉溶解度小的原理 向母液中加入磨細的食鹽粉末 產生同離子效應而使氯化銨單獨結晶出來 1 碳酸氫銨與飽和食鹽水反應 能析出碳酸氫鈉晶體的原因是 填字母標號 A 碳酸氫鈉難溶于水B 碳酸氫鈉受熱易分解C 碳酸氫鈉的溶解度相對較小 所以在溶液中首先結晶析出 2 某探究活動小組根據上述制堿原理 進行碳酸氫鈉的制備實驗 同學們按各自設計的方案實驗 一位同學將二氧化碳氣體通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉 實驗裝置如下圖所示 圖中夾持 固定用的儀器未畫出 C 試回答下列有關問題 a 乙裝置中的試劑是 b 丁裝置中稀硫酸的作用是 c 實驗結束后 分離出NaHCO3晶體的操作是 填分離操作的名稱 飽和碳酸氫鈉溶液 吸收未反應的NH3 過濾 另一位同學用圖中戊裝置 其他裝置未畫出 進行實驗 a 實驗時 須先從 管通入 氣體 再從 管中通入 氣體 b 有同學建議在戊裝置的b管下端連接己裝置 理由是 3 請你再寫出一種實驗室制取少量碳酸氫鈉的方法 a NH3 b CO2 增大氣體與溶液接觸面積 提高CO2吸收率 往燒堿溶液中通入過量CO2 或往飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2等 其他合理方法均可 解析 1 在溶液中溶解度最小的物質最先析出 2 除去CO2中的HCl用飽和NaHCO3溶液 H2SO4吸收揮發(fā)出來的NH3 NaHCO3以固體形式析出 應采用過濾操作 侯氏制堿法應向飽和NaCl溶液中先通NH3后通CO2 因為NH3溶解度大 可吸收更多CO2 生成較多NaHCO3固體 NH3極易溶于水 易發(fā)生倒吸 所以從a管進入 己為多孔球泡 可增大接觸面積 3 可利用以下反應原理制備NaHCO3 NaOH CO2 NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 2 工業(yè)制硫酸生產流程如下圖 1 我國黃鐵礦資源比較豐富 但很多工廠仍以硫磺為原料生產硫酸 理由是 2 在催化反應室 下列措施中有利于提高SO2平衡轉化率的有 A 升高溫度B 減少壓強C 不斷補充空氣D 及時分離出SO3 黃鐵礦為原料的生產中產生的廢棄物太多 處理成本高 C D 3 在生產中為提高催化劑催化效率采取了哪些措施 至少答出兩點措施 4 已知2SO2 g O2 g 2SO3 g DH 196kJ mol 1 在450 常壓和釩催化條件下向一密閉容器中充入2molSO2和1molO2 充分反應后 放出的熱量 填 或 196kJ 理由是 凈化氣體 控制溫度在400 500 增大催化劑與反應氣體的接觸面積 在1atm和298K條件下 2molSO2和1molO2完全反應生成2molSO3 放出196kJ熱量 該反應為可逆反應 不可能進行完全 又因為反應溫度為450 所以放出的熱量小于 5 經檢測生產硫酸的原料氣成分 體積分數 為SO27 O211 N282 在500 0 1MPa條件下達到平衡時 各種氣體的體積比為V SO2 V SO3 V O2 V N2 0 46 6 54 7 73 82 則SO2的利用率為 93 4 解析 2 二氧化硫轉化為三氧化硫的反應為正反應為氣體體積減小的放熱反應 所以低溫高壓有利于提高二氧化硫的轉化率 5 在生產過程中 氮氣沒有參加反應 所以其體積不變 則可看作反應前氣體的體積SO2 O2 N2分別為7L 11L 82L 反應后SO2的體積為0 46L 所以SO2的轉化率為 100 93 4 3 廢水中的氮常以含氮有機物 氨 硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在 生物處理的方法是先將大多數有機態(tài)氮轉化為氨態(tài)氮 然后通過進一步轉化成N2而消除污染 生物除氮工藝有以下幾種方法 方法一 在好氧條件下 通過好氧硝化菌的作用 將廢水中氨態(tài)氮轉化為中間過渡形態(tài)的硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮 然后在缺氧條件下 利用反硝化菌 硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮被水中的有機物還原為氮氣 見圖中 反應過程如下 注 有機物以甲醇表示 當廢水中有機物不足時 需另外投加有機碳源 2 3O2 2HNO2 2H2O 2H 2HNO2 O2 2HNO36 2CH3OH 6NO 2CO2 4H2O6 3CH3OH 3N2 3CO2 3H2O 6OH 方法二 與方法一相比 差異僅為硝化過程的中間過渡形態(tài)只有亞硝酸態(tài)氮 見圖中 請回答以下問題 1 的空間構型為 大氣中的氮氧化物的危害有 和 等 2 方法一中氨態(tài)氮元素1g轉化為硝酸態(tài)氮時需氧的質量為 g 3 從原料消耗的角度說明方法二比方法一有優(yōu)勢的原因 正四面體 破壞臭氧層 光化學污染 或形成酸雨 4 57 或4 6 節(jié)省氨態(tài)氮氧化到硝酸態(tài)氮所需消耗的氧 還可節(jié)省還原硝酸態(tài)氮到氮氣的有機碳源 4 自然界中也存在反硝化作用 使硝酸鹽還原成氮氣 從而降低了土壤中氮素營養(yǎng)的含量 對農業(yè)生產不利 農業(yè)上可通過松土作業(yè) 以防止反硝化作用 其原因是 5 荷蘭Delft大學Kluyver生物技術實驗室試驗確認了一種新途徑 在厭氧條件下 以亞硝酸鹽作為氧化劑 在自養(yǎng)菌作用下將氨態(tài)氮 氨態(tài)氮以NH表示 氧化為氮氣 見圖中過程 其反應離子方程式為 增加與氧氣的接觸 防止反硝化作用 N2 2H2O 解析 本題是與生活相聯系的信息情景題 1 氮的氧化物常見危害是破壞臭氧層 形成光化學煙霧 形成酸雨等 2 從方程式可以看出 2mol完全轉化為HNO3時消耗4molO2 則1g氨態(tài)氮元素需要的氧氣的質量為 32g 4 57g 3 注意要從原料消耗的角度去解釋 4 通過松土作業(yè) 增加與氧氣的接觸 防止反硝化作用 5 依據題中所給的信息 可以寫出方程式 N2 2H2O 4 2010 上海 工業(yè)生產純堿的工藝流程示意圖如下 完成下列填空 1 粗鹽水加入沉淀劑A B除雜質 沉淀劑A來源于石灰窯廠 寫出A B的化學式 A B Ca OH 2或CaO Na2CO3 2 實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為 取樣 沉淀 冷卻結晶 烘干 3 工業(yè)生產純堿工藝流程中 碳酸化時產生的現象是 碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體 其原因是 4 碳酸化后過濾 濾液D最主要的成分是 填寫化學式 檢驗這一成分的陰離子的具體方法是 溶解 過濾 蒸發(fā) 過濾 有晶體析出 或出現渾濁 碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大 NH4Cl 取樣 加硝酸酸化 加硝酸銀 有白色沉淀 該陰離子是氯離子 5 氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的 為此 濾液D加入石灰水產生氨 加石灰水后所發(fā)生的反應的離子方程式為 濾液D加石灰水前先要加熱 原因是 6 產品純堿中含有碳酸氫鈉 如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數 純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為 注明你的表達式中所用的有關符號的含義 OH NH3 H2O 防止加石灰水時產生碳酸鈣沉淀 w NaHCO3 m1樣品的質量 m2加熱后固體的質量 解析 1 粗鹽中的雜質是Ca2 Mg2 沉淀劑A源于石灰窯 說明其是生石灰或熟石灰 它用于除去Mg2 再用Na2CO3除去Ca2 2 實驗室提純粗鹽的整個操作過程為 取樣 溶解 沉淀 過濾 蒸發(fā) 冷卻結晶 過濾 烘干幾步 3 在原飽和食鹽水中 氨化 呈堿性 后 可以溶解較多的CO2 碳酸化 產生較大濃度的 從而有NaHCO3晶體析出 4 由于反應是NaCl NH3 CO2 NaHCO3 NH4Cl 所以碳酸化后溶液中主要是NH4Cl 檢驗Cl 時 要注意先酸化 因為溶液呈堿性 解得 w NaHCO3 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全