铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法,在含Cl-的水样中,探究将NH4+转化为N2而脱氮的影响因素和反应机理。
(1)电解法脱氮的原理可能如下:
①直接电氧化
在碱性条件下,发生2NH3 + 6OH- - 6e- = N2 + 6H2O反应的电极为 (填“阴”、“阳”)极;
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下,利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮,-OH中O元素的化合价 ;
③间接电氧化
利用电解产生的Cl2,与H2O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH4+的离子方程式 。
(2)探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果,综合考虑能耗因素,电流强度应选择 A。
(3)该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物,提出了如下假设,请你完成假设三:
假设一:只有·OH;
假设二:只有HClO;
假设三: 。
(4)请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生,完成下表内容。
实验方案
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预期实验结果和结论
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配制一定pH、NH4+和Cl-浓度的溶液,用最佳电流强度,电解样品90min后,采用电子自旋共振法检测样品中·OH
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(5)研究得知,脱氮过程主要以原理③为主,弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH4+转化为N2而脱氮,请从化学平衡移动的角度解释其原因 。