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还原为N₂，从而消除污染。其反应的离子方程式是：

6+10Al+18H₂O3N₂↑+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。金属镁是由海水中提取的MgCl₂通过电解制得的。若要除去1 m³废水中0.3 mol的，则至少需要含0.5%（质量分数）MgCl₂的海水多少千克？

（2）将甲醇加入含的废水中也可消除氮的污染，它可在一种微生物作用下发生反应：

6+6H⁺+5CH₃OH3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O

若某废水用上述方法处理时，N₂的转化率为a%，那么每天处理此含为b g·L^-1的废水V m³（密度1 g·cm^-3），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

解析：常见的工业计算问题是学生必须掌握的内容之一，不仅考查化学基础知识，还考查学生的推理和科学运算能力。

答案：（1）根据题意写出Mg代替铝参加反应的离子方程式为：

2+5Mg+6H₂ON₂↑+5Mg(OH)₂+2OH^-

设海水的质量为x，则根据转化关系：

              2～5Mg～5MgCl₂

               2 mol             5×95 g

             0.3 mol      x×10³ g·kg^-1×0.5%

=

解得:x=14.25 kg

（2）设需要甲醇的质量为y，

根据转化关系

                 6                   ～                   5CH₃OH

                 6×62                                           5×32

b g·L^-1×V m³×10³ L·m^-3×a%                 y×10^３ g·kg^-1

=

解得：y=。