题目内容
现有含NH3为1.7mg?L―1的废水300m3(密度为1g?cm―3),可采用如下两种方法进行处理。
(1)方法一:把甲醇加入含氨的废水中,在一种微生物作用下发生反应:
2O2 + NH3 === NO3- + H+ + H2O, 6NO3― + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO3↑ + 13H2O.
若用此方法处理,假设每步的转化率为100%,需要甲醇多少克?
(2)方法二:对废水进行加热蒸发(假设NH3全部蒸发出来),所得NH3用一定量空气氧化(设空气中氧气的体积分数为20%,氮气的体积分数为80%),发生的主要反应有:
4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O , 4NO + 3O2 + 2H2O === 4HNO3,
副反应有:4NH3 + 3O2 === 2N2 + 6H2O.产生的混合物的组成为:NO27mol, O218mol, N2225mol和少量的HNO3(高温下NO和O2不反应),求NH3转化为NO和HNO3的转化率各是多少
(1)由反应:2O2 + NH3 === NO3- + H+ + H2O,
6NO3- + 6H+ + 5CH3OH → 3N2↑ + 5CO2↑ +13H2O
得关系式:6NH3――6NH3-――5CH3OH――3N2↑
废水中:n(NH3)=![]()
设每天处理废水需x kg甲醇
根据关系式 6NH3 ―― 5CH3OH
6mol 5×32×10-3
x
x=0.8kg(2分)
所以需甲醇0.8kg.
(2)NH3转化为NO的转化率为:
(2分)
设所用空气为ymol,生成的HNO3为xmol,
根据N原子守恒有:27+225×2+x=0.8y×2+30 ①
根据得失电子守恒有:
②
联合方程①、②,解得![]()
故NH3转化为HNO3的转化率为
(3分)