Question

含氮废水进入水体而对环境造成的污染越来越严重，环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO₃^－还原为N₂，从而消除污染。其反应的离子方程式是:

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

某化学兴趣小组的同学经过探究发现还有两条途径：

（1）金属镁比铝能更快消除氮的污染，其反应原理和金属铝相同。金属镁是从海水中提取的MgCl₂通过电解制得的。若要除去1m³含氮元素0.3mol的废水中的NO₃^－，则至少需要含0.5％（质量分数）MgCl₂的海水多少kg？

（2）甲醇加人含NO₃^－的废水中也可消除氮的污染，其在一种微生物作用下发生反应：

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

    若某废水用上述方法处理时， NO₃^—→N₂的转化率为a％，那么每天处理此含NO₃^－为b g/L的废水V m³ （密度1g/cm³） 。需要甲醇多少千克?（要求写出解题步骤，运算过程中的数据及最后结果只需写出运算式，不必化简）

Answer 1

（1）根据题意写出Mg代替铝参加反应的离子方程式为：

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

根据转化关系：2NO₃^－ ~ 5Mg  ~5MgCl₂      设海水的质量为X则，

               2mol          5×95g

 0.3mol    x×10³g/Kg×0.5％

     解得：x=14.25 Kg（2分）

（2）设需要甲醇的质量为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）