Question

【題目】氨氮（水中以NH3和NH4+形式存在的氮）含量是環境水體污染的一項重要指標，其氧化過程會造成水體中溶解氧濃度降低，導致水質下降，影響水生動植物的生長。

（1）水中NH3和NH4+兩者的濃度比取決于水體的pH和水溫。當pH偏高時，___比例較高，原因是___（請用離子方程式表示）。

（2）空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下，向水體中加入適量NaOH充分反應后，再向水中通入空氣，可增大NH3的脫除率，用平衡移動原理解釋其原因：___。

（3）在微生物作用下，蛋白質在水中分解產生的NH3能夠被O2氧化生成亞硝酸(HNO2)。

___NH3＋__O2→__HNO2＋__________

①請將上述化學方程式補充完整，并配平。

②反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為___。

③若反應中有0.6mol電子發生轉移，生成亞硝酸的質量為___。

（4）水中溶氧量（DO）是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質量表示。DO的測定原理如下：

①2Mn2++O2+4OH-→2MnO(OH)2↓

②MnO(OH)2+2I-+4H+→Mn2++I2+3H2O

③2S2O32-+I2→S4O62-+2I-

某小組同學取100.00mL水樣經反應①和②后，取出20.00mL溶液，以淀粉作指示劑，用amol/LNa2S2O3溶液進行滴定，終點現象為___；滴定消耗Na2S2O3溶液bmL，水樣的DO=____mg/L。

Answer 1

【答案】NH3 NH4＋+OH-→NH3+H2O 氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-，加入NaOH后OH-濃度增大平衡逆向移動，故有利于氨的脫除 2 3 2 2 H2O 3：2 4.7克 當最后一滴標準液滴入時，溶液由藍色變為無色，且半分鐘內無變化 400ab

【解析】

(1)結合氨水中存在NH3 + H2O NH3·H2ONH4+＋OH－分析；

(2)結合NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-及平衡移動分析；

(3)氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2)，由質量守恒定律可知還生成水，根據電子守恒和原子守恒配平；結合元素化合價的變化分析并計算；

(4)碘遇淀粉變藍色，故選擇淀粉作指示劑，當溶液由藍色變為無色，且半分鐘顏色不再變化說明滴定到達終點，結合反應的定量關系計算水樣中溶解氧的含量，2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2，MnO(OH)2+2I-+4H+=I2+Mn2++3H2O，2S2O32-+I2═2I-+S4O62-，得到O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O32-。

(1)由氨水中存在NH3 + H2O NH3·H2ONH4+＋OH－可知，當pH偏高，即c(OH-)較大時，平衡逆向移動，NH3的比例較高，發生反應的離子方程式為NH4＋+OH-=NH3+H2O；

(2)在一定條件下，向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大，是因氨在水中存在平衡為NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-，加入NaOH后OH-濃度增大平衡逆向移動，故有利于氨的脫除；

(3)①氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2)，由質量守恒定律可知還生成水，N元素化合價由-3價升高為+3價，而O2中氧元素從0價降為-2價，由化合價升高總數相等可知NH3和O2的系數之比為3:2，再結合原子守恒可得發生反應的化學方程式為2NH3+3O2=2HNO2+2H2O；

②反應中氧化劑為O2，還原劑為NH3，兩者的物質的量之比為3:2；

③由2NH3+3O2=2HNO2+2H2O可知3molO2參與反應生成2molHNO2，即轉化12mole-時生成2molHNO2，則反應中有0.6mol電子發生轉移，生成亞硝酸的物質的量為2mol×=0.1mol，質量為0.1mol×47g/mol=4.7g；

(4)取100.00mL 水樣經反應①和②后，取出20.00mL溶液，用 Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現象為當最后一滴標準液滴入時，溶液由藍色變為無色，且半分鐘內無變化，2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2，MnO(OH)2+2I-+4H+=I2+Mn2++3H2O，2S2O32-+I2═2I-+S4O62-，得到O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O32-，消耗Na2S2O3的物質的量為amol/L×b×10-3L，參加反應的n(O2)=amol/L×b×10-3L×=0.00025abmol，質量為0.00025abmol×32g/mol=0.008abg=8abmg，則水樣中溶解氧氣的含量為=400abmg/L。