Question

【题目】现有含NH3为1.7mg/L的废水3.00×105 L（密度为1g/cm3），第一步是微生物在O2充足的条件下，将NH3氧化为HNO3；第二步是加入甲醇（CH3OH，其中C的化合价为-2），还原HNO3，此反应化学方程式为：6NO3- + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O

请完成下列填空：

（1）写出第一步反应的化学方程式，并标出电子转移方向和数目：______________。

（2）氨气分子的空间形状是___________________________________；

（3）将Cu投入足量浓HNO3中，产生的现象是____________________、_____________________、

________________________________。

（4）上述在第二步反应中，氧化产物的电子式为________________。若反应中得到17.92L标况下的气体，该反应中转移电子数为_____________________________。

（5）处理上述废水，至少需要甲醇的质量是_____________g。

Answer 1

【答案】 三角锥形 产生红棕色气体 溶液有无色变成为蓝色 铜逐渐溶解 （三者顺序可以颠倒） 3NA 800

【解析】(1)第一步反应中氨气被氧气氧化为硝酸，反应的化学方程式为2O2+NH3HNO3+H2O，电子转移方向和数目表示为，故答案为：；

(2)氨气分子中N原子采用sp3杂化，空间形状是三角锥形，故答案为：三角锥形；

(3)将Cu投入足量浓HNO3中，发生反应Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，现象有铜逐渐溶解，产生红棕色气体， 溶液有无色变成为蓝色，故答案为：铜逐渐溶解、产生红棕色气体、溶液有无色变成为蓝色；

(4)第二步反应6NO3- + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O中，氧化产物为二氧化碳，二氧化碳的电子式为。标况下17.92L的气体的物质的量为=0.8mol，根据方程式，反应的硝酸根离子为0.6mol，反应中转移电子3mol，数目为3NA，故答案为：；3NA；

(5)根据2O2+HNO3+H2O，6NO3- + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O，有6NH3~5CH3OH，1.7mg/L的废水3.00×105 L(密度为1g/cm3)中含有氨气的质量为3.00×105 L×1.7mg/L=510g，物质的量为=30mol，则需要甲醇的质量为×5×32g/mol=800g，故答案为：800。