【題目】氮元素海洋的循環(huán)整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋無機(jī)循環(huán)過程可用圖表示。

(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(hào))。

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

a. 海洋中氮循環(huán)起始于氮的氧化

b. 海洋中存在游離態(tài)的氮

c. 海洋排放含NO3-廢水會(huì)影響海洋中NH4+的含量

d. 海洋中的硝化作用一定有氧氣參與

(3)時(shí),在硝化細(xì)菌作用下,NH4+可實(shí)現(xiàn)過程轉(zhuǎn)化,將離子方程式補(bǔ)充完整:

NH4++5O2 2NO2-+H++ +

(4)有研究了溫度對(duì)海洋硝化細(xì)菌去除氨氮效果的影響,下表為對(duì)10 L人工海水樣本的監(jiān)測(cè)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(xì)菌去除氨氮的最佳反應(yīng)溫度 ,在最佳反應(yīng)溫度時(shí),48 h內(nèi)去除氨氮反應(yīng)的平均速率 mg·L-1·h-1

(5)了避免氮廢水對(duì)海洋氮循環(huán)系統(tǒng)的影響,需經(jīng)處理后排放。間接氧化工業(yè)廢水氨氮(NH4+)的示意圖

結(jié)合電極反應(yīng)簡(jiǎn)述間接氧化去除氨氮的原理 。

若生成H2和N2物質(zhì)的量比為3:1,則處理后廢水的pH將 (填增大不變減小,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由: 。

【答案】(1)(1分)(2)bc

(3)4NH4++5O22NO2-+6H++N2O+5H2O

(4)25(2分)1.125(2分)

(5)陽極反應(yīng) Cl--2e-=Cl2(1分)產(chǎn)生Cl2氧化廢水中的NH4+釋放N2(1分)減小,理由電路中通過相同電量時(shí)(1分),若生成n(H2):n(N2)=3:1陽極產(chǎn)生的H+比陰極消耗的H+。(1分)

【解析】

試題分析:(1)氮的固定作用是指游離態(tài)氮元素發(fā)生反應(yīng)生成化合態(tài)氮元素的過程為固氮作用,即單質(zhì)變化為化合物,分析轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知只有反應(yīng)是氮?dú)獗Wo(hù)為銨根離子是固氮作用;

(2)a.海洋中不存在游離態(tài)的氮,氮元素是以化合態(tài)存在,主要是硝酸根離子,a錯(cuò)誤;b.轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化,大氣氧化生成氧化物,反應(yīng)得到銨根離子最后通過硝化作用得到硝酸根離子,b正確;c.轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中硝酸根離子增多,反硝化作用增強(qiáng),向海洋排放含NO3-的廢水會(huì)影響海洋中NH4+的含量,c正確;d.反硝化作用是指將硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾倪^程.硝化作用是指氨在微生物作用下氧化為硝酸的過程.硝化細(xì)菌將氨氧化為硝酸的過程。反硝化作用:反硝化細(xì)菌在缺氧條件下,還原硝酸鹽,釋放出分子態(tài)氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的過程,不一定有氧參加,d錯(cuò)誤;答案選bc;

(3)有氧時(shí),在硝化細(xì)菌作用下,NH4+可實(shí)現(xiàn)過程的轉(zhuǎn)化,生成N2O、NO2-、H+和水,氮元素化合價(jià)-3價(jià)變化為+1價(jià)和+3價(jià),氧元素化合價(jià)0價(jià)變化為-2價(jià),電子轉(zhuǎn)移總數(shù)20e-,所以銨根離子前為4,氧氣前為5,NO2-前為2,N2O前為1,結(jié)合電荷守恒得到氫離子前為6,水分子式前為5,配平得到離子方程式為:4NH4+ + 5O22NO2- + 6H+ + N2O + 5H2O

(4)硝化細(xì)菌去除氨氮的最佳反應(yīng)溫度是處理24h和處理48h后氨氮含量最少的溫度是25°C,處理效果好,在最佳反應(yīng)溫度時(shí),48h內(nèi)去除氨氮反應(yīng)的平均速率=(1008mg468mg)/(10L×48h)=1.125mg/(Lh);

(5)裝置圖分析可知和電源正極相連的為陽極,溶液中氯離子在陽極失電子生成氯氣,電極反應(yīng)為:Cl- -2e- = Cl2,氯氣具有強(qiáng)氧化性酸性溶液中能氧化銨根離子為氮?dú)獬?/span>;

電解池中陽極電極反應(yīng)是:Cl- -2e- = Cl2,3Cl2+2NH4+=N2+8H++6Cl-,陰極電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2,若生成n(H2):n(N2)=3:1,電子守恒得到6H+~3H2~6e-~N2~3Cl2~6e-~8H+,陽極產(chǎn)生的H+比陰極消耗的H+多,因此pH減小

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B.正極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag

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NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l) ΔH2

②CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) ΔH3

CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) ΔH4

AΔH1ΔH2ΔH3ΔH4 BΔH1ΔH2;ΔH3ΔH4

CΔH1ΔH2;ΔH3ΔH4 DΔH1ΔH2;ΔH3ΔH4

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該混合溶液中,Na+的物質(zhì)的量為_________mol,MgCl2的物質(zhì)的量為_________mol,Cl-的物質(zhì)的量為_________mol

該混合溶液中含溶質(zhì)的總質(zhì)量為___________g 。

將該混合溶液加水稀釋至體積為 1 L,稀釋后溶液中Cl-的物質(zhì)的量濃度為_____mol·L-1 。

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1該氣體的物質(zhì)的量為___________mol。

2該氣體中所含的原子總數(shù)為______個(gè)阿伏加德羅常數(shù)用NA表示

3該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為___________L。

4該氣體溶于1L水中不考慮反應(yīng),其溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。

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