含氮废水需经处理后排放，有的含氮废水中含有NO3-，有的含氮废水中含有NH4+，不同的含氮废水处理方法不同．（1）某实验小组利用Fe粉和KNO3溶液反应，模拟含氮废水脱氮过程，探究脱氮原

Question

含氮废水需经处理后排放，有的含氮废水中含有NO₃^-，有的含氮废水中含有NH₄⁺，不同的含氮废水处理方法不同．
（1）某实验小组利用Fe粉和KNO₃溶液反应，模拟含氮废水脱氮过程，探究脱氮原理．
实验前：先用0.1mol/L H₂SO₄洗涤Fe粉，其目的是___．然后用蒸馏水洗涤至中性，将KNO₃溶液的pH调至2.5，为防止空气中的O₂对脱氮的影响，应向KNO₃溶液中通入___（写化学式）．

（2）有氧气时，在硝化细菌作用下，NH₄⁺可发生如下转化，请将离子方程式补充完整：
4NH₄⁺+5O₂═N₂O+___H⁺+___NO₂^-+___．
（3）图2是间接氧化工业废水中氨氮（NH₄⁺）的示意图．
①阳极区溶液中发生反应的离子方程式为：___；
②当生成H₂和N₂的物质的量之比为3：1时，测得处理后废水的pH减小，请简述原因：___．

Answer 1

（1）H₂SO₄可以除去Fe粉表面的氧化物；为防止空气中的O₂对脱氮的影响，可向KNO₃溶液中通入N₂，排出O₂．
故答案为：去除铁粉表面的氧化物等杂质； N₂；
（2）铵根中氮元素化合价-3价变化为+1价，和+3价，被氧化得到电子转移总数为（8+12）e^-=20e^-，生成2molNO₂^-，氧元素化合价0价变化为-2价，被还原电子转移总数4e^-，原子守恒缺项为水，电子守恒和原子守恒得到：4NH₄⁺+5O₂=N₂O+6H⁺+2NO₂^-+5H₂O
故答案为：6；2；5H₂O；
（3）①装置图分析可知和电源正极相连的为阳极，溶液中氯离子在阳极失电子生成氯气，电极反应为：2Cl^--2e^-=Cl₂ ↑，氯气具有强氧化性酸性溶液中能氧化铵根离子为氮气除去，反应的离子方程式为：3Cl₂+2NH₄⁺=N₂+8H⁺+6Cl^-，
故答案为：3Cl₂+2NH₄⁺=N₂+8H⁺+6Cl^-；
②电解池中阳极电极反应是：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，3Cl₂+2NH₄⁺=N₂+8H⁺+6Cl^-，阴极电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，若生成n （H₂）：n （N₂）=3：1，电子守恒得到6H⁺～3H₂～6e^-～N₂～3Cl₂～6e^-～8H⁺，阳极产生的H⁺比阴极消耗的H⁺多，则 PH减小，
故答案为：电路中通过相同电量时，若生成n （H₂）：n （N₂）=3：1，则阳极产生的H⁺比阴极消耗的H⁺多．