Question

【題目】現有含NH3為1.7mg/L的廢水3.00×105 L（密度為1g/cm3），第一步是微生物在O2充足的條件下，將NH3氧化為HNO3；第二步是加入甲醇（CH3OH，其中C的化合價為-2），還原HNO3，此反應化學方程式為：6NO3- + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O

請完成下列填空：

（1）寫出第一步反應的化學方程式，并標出電子轉移方向和數目：______________。

（2）氨氣分子的空間形狀是___________________________________；

（3）將Cu投入足量濃HNO3中，產生的現象是____________________、_____________________、

________________________________。

（4）上述在第二步反應中，氧化產物的電子式為________________。若反應中得到17.92L標況下的氣體，該反應中轉移電子數為_____________________________。

（5）處理上述廢水，至少需要甲醇的質量是_____________g。

Answer 1

【答案】 三角錐形 產生紅棕色氣體 溶液有無色變成為藍色 銅逐漸溶解 （三者順序可以顛倒） 3NA 800

【解析】(1)第一步反應中氨氣被氧氣氧化為硝酸，反應的化學方程式為2O2+NH3HNO3+H2O，電子轉移方向和數目表示為，故答案為：；

(2)氨氣分子中N原子采用sp3雜化，空間形狀是三角錐形，故答案為：三角錐形；

(3)將Cu投入足量濃HNO3中，發生反應Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，現象有銅逐漸溶解，產生紅棕色氣體， 溶液有無色變成為藍色，故答案為：銅逐漸溶解、產生紅棕色氣體、溶液有無色變成為藍色；

(4)第二步反應6NO3- + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O中，氧化產物為二氧化碳，二氧化碳的電子式為。標況下17.92L的氣體的物質的量為=0.8mol，根據方程式，反應的硝酸根離子為0.6mol，反應中轉移電子3mol，數目為3NA，故答案為：；3NA；

(5)根據2O2+HNO3+H2O，6NO3- + 6H+ + 5CH3OH→ 3N2↑ + 5CO2↑ + 13H2O，有6NH3~5CH3OH，1.7mg/L的廢水3.00×105 L(密度為1g/cm3)中含有氨氣的質量為3.00×105 L×1.7mg/L=510g，物質的量為=30mol，則需要甲醇的質量為×5×32g/mol=800g，故答案為：800。