Question

【題目】細菌可以促使鐵、氮兩種元素進行氧化還原反應，并耦合兩種元素的循環(huán)。耦合循環(huán)中的部分轉化如下圖所示。

（1）上圖所示氮循環(huán)中，屬于氮的固定的有________（填字母序號）。

a. N2轉化為氨態(tài)氮 b. 硝化過程 c. 反硝化過程

（2）氮肥是水體中氨態(tài)氮的主要來源之一。

①氨氣是生產氮肥的主要原料，工業(yè)合成氨的化學方程式為________。

②檢驗氨態(tài)氮肥中NH4+的實驗方案是________。

（3）硝化過程中，含氮物質發(fā)生________（填“氧化”或“還原”）反應。

（4）氨態(tài)氮與亞硝態(tài)氮可以在氨氧化細菌的作用下轉化為氮氣。該反應中，當產生0.02 mol氮氣時，轉移的電子的物質的量為________ mol。

（5）土壤中的鐵循環(huán)可用于水體脫氮（脫氮是指將氮元素從水體中除去），用離子方程式分別說明利用土壤中的鐵循環(huán)脫除水體中氨態(tài)氮和硝態(tài)氮的原理：________、________。

Answer 1

【答案】a N2 + 3H2 2NH3 取少量氮肥溶于適量蒸餾水中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若觀察到紅色石蕊試紙變藍，則證明氮肥中含有NH4+ 氧化 0.06 6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+ 10Fe2+ + 2NO3- + 12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O

【解析】

（1）氮的固定是氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛�合態(tài)；

（2）①工業(yè)上用氮氣和氫氣反應生成氨氣；②銨根離子與堿反應放出氨氣；

（3）硝化過程是銨根離子轉化為硝酸根離子；

（4）氨態(tài)氮與亞硝態(tài)氮可以在氨氧化細菌的作用下轉化為氮氣，根據(jù)得失電子守恒，反應方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O；

（5）脫氮是指將氮元素轉化為氮氣從水體中除去，Fe3+把NH4+氧化為氮氣，Fe2+把NO3-還原為氮氣。

（1）a. N2轉化為氨態(tài)氮，氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛�合態(tài)，屬于氮的固定； b. 硝化過程是銨根離子轉化為硝酸根離子，不是氮的固定； c. 反硝化過程是硝酸根離子轉化為氮氣，不是氮的固定；選a；

（2）①工業(yè)上用氮氣和氫氣反應生成氨氣，反應方程式是N2 + 3H2 2NH3；

②銨根離子與堿反應放出氨氣，檢驗銨態(tài)氮肥中NH4+的實驗方法是：取少量氮肥溶于適量蒸餾水中，向其中加入濃NaOH溶液，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，若觀察到紅色石蕊試紙變藍，則證明氮肥中含有NH4+；

（3）硝化過程中，銨根離子轉化為硝酸根離子，氮元素化合價升高，含氮物質發(fā)生氧化反應。

（4）氨態(tài)氮與亞硝態(tài)氮可以在氨氧化細菌的作用下轉化為氮氣，反應方程式是NH4++ NO2- =N2+2H2O，生成1mol N2轉移3mol電子，當產生0.02 mol氮氣時，轉移的電子的物質的量為0.06mol。

（5）脫氮是指將氮元素轉化為氮氣從水體中除去，Fe3+把NH4+氧化為氮氣，Fe2+把NO3-還原為氮氣，反應的離子方程式是6Fe3+ + 2NH4+=6Fe2+ + N2↑+ 8H+、10Fe2+ + 2NO3- + 12H+=10Fe3+ + N2↑ + 6H2O。