Question

現(xiàn)有含NH₃為1.7mg?L^―1的廢水300m³（密度為1g?cm^―3），可采用如下兩種方法進(jìn)行處理。

（1）方法一：把甲醇加入含氨的廢水中，在一種微生物作用下發(fā)生反應(yīng)：

2O₂ + NH₃ === NO₃^－ + H⁺ + H₂O, 6NO₃^― + 6H⁺ + 5CH₃OH→ 3N₂↑ + 5CO₃↑ + 13H₂O.

若用此方法處理，假設(shè)每步的轉(zhuǎn)化率為100%，需要甲醇多少克？

(2)方法二：對廢水進(jìn)行加熱蒸發(fā)（假設(shè)NH₃全部蒸發(fā)出來），所得NH₃用一定量空氣氧化（設(shè)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，氮氣的體積分?jǐn)?shù)為80%），發(fā)生的主要反應(yīng)有：

4NH₃ + 5O₂  4NO + 6H₂O , 4NO + 3O₂ + 2H₂O === 4HNO₃，

副反應(yīng)有：4NH₃ + 3O₂ === 2N₂ + 6H₂O.產(chǎn)生的混合物的組成為：NO27mol, O₂18mol, N₂225mol和少量的HNO₃（高溫下NO和O₂不反應(yīng)），求NH₃轉(zhuǎn)化為NO和HNO₃的轉(zhuǎn)化率各是多少

Answer 1

（1）由反應(yīng)：2O₂ + NH₃ === NO₃^－ + H⁺ + H₂O,

6NO₃^－ + 6H⁺ + 5CH₃OH → 3N₂↑ + 5CO₂↑ +13H₂O

得關(guān)系式：6NH₃――6NH₃^－――5CH₃OH――3N₂↑

廢水中：n(NH₃)=

設(shè)每天處理廢水需x kg甲醇

根據(jù)關(guān)系式    6NH₃        ――               5CH₃OH

6mol                         5×32×10^－3

        x

x=0.8kg（2分）

所以需甲醇0.8kg.

(2)NH₃轉(zhuǎn)化為NO的轉(zhuǎn)化率為：(2分）

設(shè)所用空氣為ymol，生成的HNO₃為xmol,

根據(jù)N原子守恒有：27+225×2+x=0.8y×2+30    ①

根據(jù)得失電子守恒有：    ②

聯(lián)合方程①、②，解得

故NH₃轉(zhuǎn)化為HNO₃的轉(zhuǎn)化率為(3分)