(15分)铵态氮肥的过度使用会导致水体的富营养化,研究发现…——2022 高考化学第 22 题答案解析

2022_上海 Paper

2022 Shanghai Question 22 Free-response Differentiating
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22.(15分)铵态氮肥的过度使用会导致水体的富营养化,研究发现,可以用化学方法和生物方法去除氨氮。现探究去除溶液中氨氮的最适宜条件。

(1)化学方法一般用次氯酸钠氧化。次氯酸钠可以和水中溶解的氨气反应得到无毒无害物质,其离子方程式为 $\mathrm { 3 C l O ^ { - } + 2 N H _ { 3 } { = } 3 C l ^ { - } + N _ { 2 } \uparrow + 3 H _ { 2 } O }$ 。次氯酸钠溶液中含氯的微粒有

反应前的氮元素质量-反应后的氮元素质量(2)规定义:氨氮脱除率反应前的氮元素质量

氨氮脱除率受溶液pHn(NaClO)/n $\left( \mathrm { N H } _ { 3 } \right)$ 的影响。如表是不同pH下的氨氮脱除率:

<table><tr><td>pH</td><td>反应前氮元素质量</td><td>反应后氮元素质量</td><td>氨氮脱除率</td></tr><tr><td>5.8</td><td>49.3</td><td>24.11</td><td>51.1%</td></tr><tr><td>6.9</td><td>49.3</td><td>19.08</td><td>61.3%</td></tr><tr><td>7.7</td><td>49.3</td><td>16.86</td><td>65.8%</td></tr><tr><td>8.8</td><td>49.3</td><td>18.88</td><td>61.7%</td></tr><tr><td>9.3</td><td>49.3</td><td>25.29</td><td>x</td></tr></table>

图示为最适宜pH条件,NaClO和 $\mathrm { | N H } _ { 3 }$ 起始投料比例不同的情况下的氨氮脱除率。

试分析为什么最佳 $\mathrm { \dot { \cdot } p H }$ 时,按照3:2投料氨氮脱除率较低,只有0.6,写出两个可能的原因:

③由上述信息判断,反应的最佳 $\mathrm { \dot { \cdot } p H }$ 范围是 ,最佳投料比是

生物方法是利用硝化细菌,将土壤中的 $\mathbb { M } _ { 4 } ^ { + }$ 转化为 $\mathsf { N O } _ { 2 } ^ { - }$ 后,土壤中的 $| \mathbf { O } _ { 2 } |$ 进一步将 ${ \mathbb { N O } } _ { 2 } ^ { - }$ 氧化为 ${ \mathbb { M } } { \overline { { 0 } } } _ { 3 } ^ { - } { \mathrm { ~ } } ^ { - }$ 。之后,在氧气较少的环境下, ${ \mathbb { N O } } _ { 3 } ^ { - }$ 又可以在反硝化细菌的作用下与 $\mathbb { M } _ { 4 } ^ { + }$ 反应,使氮以 $\mathrm { N } _ { 2 } ;$ 形式放出。

(4)氧气与 ${ \mathbb { M } } { \overline { { \Omega } } } _ { 2 } ^ { - }$ 反应时,反应物 $\mathbb { N O } _ { 2 } ^ { - \sharp { \mathbf { O } _ { 2 } } }$ 的物质的量之比为

。写出 ${ \mathbb { N O } } _ { 3 } ^ { - } .$ 与 $_ { 4 } ^ { + }$ 作用生成 $\Nu _ { 2 }$ 的离子方程式:

(5)在 $\mathrm { \cdot } \mathrm { v } \mathrm { L a m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 }$ 的氨水中滴加等体积 $) . 0 1 \mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { \textrm { - } 1 }$ 的盐酸,使 $\mathrm { \dot { \ p H } } = 7$ ,则产物中一水合氨浓度为

四、(本题共15分)

Answer key

$\mathrm { C l O ^ { - } }$ 、HClO

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关键能力
化学实验
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Differentiating

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