Question

含氮廢水進(jìn)入水體對(duì)環(huán)境造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)經(jīng)過(guò)查閱資料，發(fā)現(xiàn)兩條消除污染的途徑：

（1）用金屬鎂將水體中的還原為N₂，從而消除污染，其反應(yīng)的離子方程式是：

2+5Mg+6H₂O====N₂↑+5Mg(OH)₂+2OH^-。金屬鎂是從海水中提取MgCl₂,然后再通過(guò)電解制得。若要除去1 m³含0.3 mol氮元素的廢水中的，則至少需要含0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）MgCl₂的海水多少千克?

(2)把甲醇加入含的廢水中也可消除氮的污染，在微生物作用下和CH₃OH均轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體和水，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式。若某廢水用上述方法處理時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率為a%，那么每天處理含為b g·L^-1的廢水V m³(密度1 g·cm^-3)，需要甲醇多少千克？（要求寫出解題步驟，運(yùn)算過(guò)程中的數(shù)據(jù)及最后結(jié)果可寫出運(yùn)算式，可以不化簡(jiǎn)）

Answer 1

（1）根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系：

   2—5Mg—5MgCl₂

   2 mol               5×95 g

0.3 mol         x×10³ g·kg^-1×0.5%

設(shè)海水的質(zhì)量為x,則:

,解得:x=14.25 kg。

(2)離子方程式為6+6H⁺+5CH₃OH====3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O

設(shè)需要甲醇的質(zhì)量為y

     6+6H⁺+5CH₃OH====3N₂↑+5CO₂↑+13H₂O

    6×62 g            5×32 g

10³b V·a% g  y×10³ g·kg^-1

解得：y=kg。

解析：本題以含氮廢水的處理為背景材料，知識(shí)點(diǎn)涉及氮、鎂等元素及化合物知識(shí)，重點(diǎn)考查物質(zhì)的量濃度及氧化還原反應(yīng)等方面的計(jì)算，同時(shí)還兼顧考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫。