Question

【題目】（1）Ⅰ.太陽能、風能發(fā)電逐漸得到廣泛應用，在發(fā)電系統(tǒng)中安裝儲能裝置有助于持續(xù)穩(wěn)定供電，其構(gòu)造的簡化圖如下

下列說法中，不正確的是________ (填字母序號)

a．太陽能、風能都是清潔能源

b．太陽能電池組實現(xiàn)了太陽能到電能的轉(zhuǎn)化

c．控制系統(tǒng)能夠控制儲能系統(tǒng)是充電還是放電

d．陽光或風力充足時，儲能系統(tǒng)實現(xiàn)由化學能到電能的轉(zhuǎn)化

（2）全釩液流電池是具有發(fā)展前景的、用作儲能系統(tǒng)的蓄電池。已知放電時V2+發(fā)生氧化反應，則放電時電極A的電極反應式為________ 。

（3）含釩廢水會造成水體污染，對含釩廢水(除VO2+外，還含有Al3+， Fe3+)等進行綜合處理可實現(xiàn)釩資源的回收利用，流程如下：

已知溶液pH范圍不同時，釩的存在形式如下表所示

釩的化合價	pH<2	pH>11
+4價	VO2+， VO(OH)+	VO(OH)3-
+5價	VO2+	VO43-

①加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH至13時，沉淀1達最大量，并由灰白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色，用化學用語表示加入NaOH后涉及到氧化物還原反應的化學反應方程式為________。

②向堿性的濾液1(V的化合價為+4)中加入H2O2的作用是________ 。

（4）Ⅱ.氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。某工廠處理氨氮廢水的流程如下：

Ⅰ中加入NaOH溶液，調(diào)pH=11并鼓入大量空氣，用離子方程式表示加NaOH溶液的作用是________；鼓入大量空氣的目的是________。

（5）Ⅱ中加入適量NaClO溶液，控制pH在6~7，將氨氮轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，過程Ⅱ發(fā)生3個反應：

ⅰ.ClO-+H+=HClO

ⅱ.NH4++HClO=NH2Cl+H++H2O(NH2Cl中Cl元素為+1價)

ⅲ. ……

已知：水體中以+1價形式存在的氯元素有消毒殺菌的作用，被稱為“余氯”。下圖為NaClO加入量與“余氯”含量的關(guān)系示意圖。其中氨氮含量最低的點是c點。

b點表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化學式表示) ________；反應ⅲ的化學方程式是________。

（6）Ⅲ中用Na2SO3溶液處理含余氯廢水，要求達標廢水中剩余Na2SO3的含量小于5mg·L-1。若含余氯廢水中NaClO的含量是7.45mg·L-1，則處理10m3含余氯廢水，至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液體積變化忽略不計)。

Answer 1

【答案】d VO2++e-+2H+=VO2++H2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O NH4++OH-=NH3·H2O 將NH3吹出 NH2Cl 2NH2Cl+ HClO=N2+3HCl+H2O 1.31

【解析】

（1）a、太陽能、風能都屬于可再生的清潔能源；

b、太陽能電池組可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；

c、控制系統(tǒng)可控制儲能系統(tǒng)為充電狀態(tài)和放電狀態(tài)；

d、陽光或風力充足時，儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)太陽能或風能轉(zhuǎn)化為電能；

（2）放電時V2+發(fā)生氧化反應，則電極B為負極，因此電極A為正極，由VO2+發(fā)生得電子的還原反應，生成VO2+；

（3）①沉淀1為Fe(OH)2，沉淀由灰白色轉(zhuǎn)化為紅褐色，形成了Fe(OH)3；

②由于H2O2具有氧化性，能將濾液1中的VO(OH)3-氧化成VO43-；

（4）加入NaOH溶液后，能與廢水中的NH4+反應形成NH3·H2O；鼓入大量的空氣可將NH3從溶液中吹出；

（5）ab段中主要發(fā)生反應ⅰ和反應ⅱ，生成NH2Cl；

bc段主要發(fā)生反應ⅲ，溶液中NH2Cl與HClO反應生成N2；

（6）根據(jù)廢水中NaClO的含量及Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4，計算消耗n（Na2SO3），再結(jié)合廢水中達標的量進行計算。

（1）a、太陽能、風能都屬于可再生的清潔能源，不符合題意，a錯誤；

b、太陽能電池組可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，不符合題意，b錯誤；

c、控制系統(tǒng)可控制儲能系統(tǒng)為充電狀態(tài)和放電狀態(tài)，不符合題意，c錯誤；

d、陽光或風力充足時，儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)太陽能或風能轉(zhuǎn)化為電能，符合題意，d正確；

答案為d；

（2）放電時V2+發(fā)生氧化反應，則電極B為負極，因此電極A為正極，由VO2+發(fā)生得電子的還原反應，生成VO2+，因此電極A的電極反應式為：VO2++e-+2H+=VO2++H2O；

（3）①沉淀1為Fe(OH)2，沉淀由灰白色轉(zhuǎn)化為紅褐色，形成了Fe(OH)3，其反應的化學方程式為：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；

②由于H2O2具有氧化性，能將濾液1中的VO(OH)3-氧化成VO43-，因此該反應的化學方程式為：2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O；

（4）加入NaOH溶液后，能與廢水中的NH4+反應形成NH3·H2O，該反應的離子方程式為：NH4++OH-=NH3·H2O；鼓入大量的空氣后，能將溶液中溶解的NH3吹出；

（5）ab段中主要發(fā)生反應ⅰ和反應ⅱ，生成NH2Cl，因此b點溶液中氮元素的主要存在形態(tài)為NH2Cl；

bc段主要發(fā)生反應ⅲ，溶液中NH2Cl與HClO反應生成N2，結(jié)合得失電子守恒、原子守恒可得該反應的化學方程式為：2NH2Cl+HClO=N2+3HCl+H2O；

（6）10m3廢水中NaClO的含量，Na2SO3與NaClO反應的化學方程式為：Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4，因此反應消耗Na2SO3的物質(zhì)的量也為1mol，其質(zhì)量為：1mol×126g/mol=126g；設(shè)最多添加Na2SO3溶液的質(zhì)量為x，則可得，解得x=1310g=1.31kg；