Question

（7分）含氮廢水進入水體而對環(huán)境造成的污染越來越嚴重，環(huán)境專家認為可以用金屬鋁將水體中的NO₃^－還原為N₂，從而消除污染。其反應(yīng)的離子方程式是:

6NO₃^－+ 10Al + 18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃ + 6OH^－。

某化學興趣小組的同學經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn)還有兩條途徑：

（1）金屬鎂比鋁能更快消除氮的污染，其反應(yīng)原理和金屬鋁相同。金屬鎂是從海水中提取的MgCl₂通過電解制得的。若要除去1m³含氮元素0.3mol的廢水中的NO₃^－，則至少需要含0.5％（質(zhì)量分數(shù)）MgCl₂的海水多少kg？

（2）甲醇加人含NO₃^－的廢水中也可消除氮的污染，其在一種微生物作用下發(fā)生反應(yīng)：

6NO₃^-  +6H⁺ +5CH₃OH → 3N₂↑ + 5CO₂ ↑+  13H₂O

    若某廢水用上述方法處理時， NO₃^—→N₂的轉(zhuǎn)化率為a％，那么每天處理此含NO₃^－為b g/L的廢水Vm³ （密度1g/cm³） 。需要甲醇多少千克?（要求寫出解題步驟，運算過程中的數(shù)據(jù)及最后結(jié)果只需寫出運算式，不必化簡）

 

Answer 1

（1）根據(jù)題意寫出Mg代替鋁參加反應(yīng)的離子方程式為：

 2NO₃^－ +  5Mg  + 6H₂O==N₂+ 5Mg（OH）₂ + 2OH^－  （2分）

根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系：2NO₃^－ ~ 5Mg  ~5MgCl₂     設(shè)海水的質(zhì)量為X則，

              2mol          5×95g

 0.3mol   x×10³g/Kg×0.5％

    解得：x=14.25 Kg（2分）

（2）設(shè)需要甲醇的質(zhì)量為y

6NO₃^-   +      6H⁺    +  5CH₃OH → 3N₂↑ + 5CO₂ ↑+  13H₂O

6×62g                       5×32g

b g/L×V m³×10³L/ m³×a%            y ×10³g/Kg

解得：（3分）

解析: