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【題目】氮元素在海洋中的循環(huán),是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎和關鍵。海洋中無機氮的循環(huán)過程可用下圖表示。

1)海洋中的氮循環(huán)起始于氮的固定,其中屬于固氮作用的一步是_______(填圖中數(shù)字序號)。

2)下列關于海洋氮循環(huán)的說法正確的是__________(填字母序號)。

a.海洋中存在游離態(tài)的氮

b.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化

c.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與

d.向海洋排放含NO3-的廢水會影響海洋中NH4+的含量

3)有氧時,在硝化細菌作用下,NH4+可實現(xiàn)過程④的轉化,將過程④的離子方程式補充完整:

________NH4++ 5O2=2NO2-+ ________H++__________+__________

4)有人研究了溫度對海洋硝化細菌去除氨氮效果的影響,下表為對10 L人工海水樣本的監(jiān)測數(shù)據(jù):

溫度/℃

樣本氨氮含量/mg

處理24 h

處理48 h

氨氮含量/mg

氨氮含量/mg

20

1008

838

788

25

1008

757

468

30

1008

798

600

40

1008

977

910

硝化細菌去除氨氮的最佳反應溫度是_____________,在最佳反應溫度時,48 h內去除氨氮反應的平均速率是____________mg·L-1·h-1。

5)為了避免含氮廢水對海洋氮循環(huán)系統(tǒng)的影響,需經處理后排放。右圖是間接氧化工業(yè)廢水中氨氮(NH4+)的示意圖。

結合電極反應式簡述間接氧化法去除氨氮的原理:_______________。

若生成H2N2的物質的量之比為3:1,則處理后廢水的pH___________(填增大、不變減小),請簡述理由:_______________

【答案】 ad 4 6 N2O 5H2O 25℃ 1.125 陽極反應為2Cl--2e-= Cl2↑;產生的Cl2氧化廢水中的NH4+釋放出N2 減小 電路中通過相同電量時,若生成n (H2):n (N2)=3:1,則陽極產生的H+比陰極消耗的H+

【解析】

1)氮的固定指將空氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物的過程,其中屬于固氮作用的一步是②,故答案為②;

2a.雖然氮氣在水中的溶解度很小,根據(jù)圖示海洋中存在少量游離態(tài)的氮,a正確;

b.銨根離子中N的化合價為-3價,海洋中的氮循環(huán)起始于氮的還原,b錯誤;

c.反硝化作用中N元素的化合價降低,被還原,氧氣是常見的氧化劑,具有氧化性,c錯誤;

d.向海洋排放含NO3-的廢水,經過反硝化作用,會提高海水中的氮氣的含量,再經過氮的固定轉化為NH4+,從而提高NH4+的含量,d正確;

故答案選ad;

3)根據(jù)圖示過程④中NH4+被氧化成NO2-N2O,反應中5molO2反應得到20mol電子,生成2molNO2-失去12mol電子,則生成N2O失去20mol-12mol=8mol電子,故生成的N2O物質的量為1mol,結合原子守恒、電荷守恒,配平得:4NH4++ 5O2=2NO2-+ 6H++ N2O + 5H2O,故答案為4NH4++ 5O2= 2NO2-+ 6H++ N2O + 5H2O;

4)根據(jù)數(shù)據(jù),硝化細菌去除氨氮的最佳反應溫度是25℃,在最佳反應溫度時,48 h內去除氨氮反應的平均速率==1.125mg·L-1·h-1,故答案為1.125

5)① 在對含氮廢水進行電解時,陽極氯離子放電,生成氯氣,氯氣具有強氧化性,將廢水中的NH4+氧化生成氮氣放出,起到降低廢水中的氨氮含量的作用,故答案為陽極反應為2Cl--2e-= Cl2;產生的Cl2氧化廢水中的NH4+釋放出N2;

陽極反應式為2Cl--2e-= Cl2,3Cl2+2NH4+=6Cl-+N2+8H+,陰極反應式為2H++2e-=H2,電路中通過相同電量時,若生成n (H2)n (N2)=31,則陽極產生的H+比陰極消耗的H+多,處理后廢水的pH將減小,故答案為減。浑娐分型ㄟ^相同電量時,若生成n (H2)n (N2)=3:1,則陽極產生的H+比陰極消耗的H+多。

練習冊系列答案
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(2)在實驗(1)中,其他操作均正確,但定容時俯視刻度線,會導致所配制的溶液中溶質的物質的量濃度_________ (大于”“小于等于”)0.2 mol·L-1

(3)在實驗(1)中,轉移溶液至容量瓶中時灑落少許,則所配制的溶液中溶質的物質的量濃度 (大于”“小于等于”)______________0.2 mol·L-1。

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3)二氧化硫—空氣質子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO2快速啟動,其裝置示意圖如下:

質子的流動方向 從A到B“從B到A”)

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(1)裝置中反應的化學反應方程式是__________________________。

(2)裝置中的試劑是______(填序號)。

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(3)裝置中的試劑是______________。

進行實驗:

步驟1:打開彈簧夾K2,關閉K1,打開分液漏斗活塞加入鹽酸,將帶火星的木條放在a處。

步驟2:打開彈簧夾K1,關閉K2,打開分液漏斗活塞加入鹽酸,將帶火星的木條放在a處。

(4)步驟1和步驟2中,a處帶火星的木條產生的實驗現(xiàn)象分別是__________。

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實驗反思:

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