Question

廢水中的氮常以含氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理的方法是先將大多數(shù)有機(jī)態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，然后通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成N₂而消除污染。生物除氮工藝有以下幾種方法：

【方法一】在氧充足條件下，通過(guò)好氧硝化菌的作用，將廢水中氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為中間過(guò)渡形態(tài)的硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌，硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮被水中的有機(jī)物還原為氮?dú)狻Ｒ?jiàn)圖中之①。反應(yīng)過(guò)程為如下(注：有機(jī)物以甲醇表示；當(dāng)廢水中有機(jī)物不足時(shí)，需另外投加有機(jī)碳源)。

2+3O₂2HNO₂+2H₂O+2H⁺

2HNO₂+O₂2HNO₃

6+2CH₃OH6+2CO₂+4H₂O

6+3CH₃OH3N₂+3CO₂+3H₂O+6OH^-

【方法二】與方法一相比，差異僅為硝化過(guò)程的中間過(guò)渡形態(tài)只有亞硝酸態(tài)氮。見(jiàn)圖中之②。

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

(1)的空間構(gòu)型為_(kāi)_________。大氣中的氮氧化物的危害有________和________等。

(2)方法一中氨態(tài)氮元素1 g轉(zhuǎn)化為硝酸態(tài)氮時(shí)需氧的質(zhì)量為_(kāi)_________ g。

(3)從原料消耗的角度說(shuō)明方法二比方法一有優(yōu)勢(shì)的原因：_________________________。

(4)自然界中也存在反硝化作用，使硝酸鹽還原成氮?dú)�，從而降低了土壤中氮素營(yíng)養(yǎng)的含量，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利，農(nóng)業(yè)上可通過(guò)松土作業(yè)，以防止反硝化作用。其原因是______________。

(5)荷蘭Delft大學(xué)Kluyver生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確認(rèn)了一種新途徑。在厭氧條件下，以亞硝酸鹽作為氧化劑，在自養(yǎng)菌作用下將氨態(tài)氮(氨態(tài)氮以表示)氧化為氮?dú)?見(jiàn)圖中過(guò)程③)。其反應(yīng)離子方程式為_(kāi)__________________________________________________。

Answer 1

(1)正四面體  破壞臭氧層、光化學(xué)污染、形成酸雨等(答兩點(diǎn)即可)

(2)4.57 (4.6也可)

(3)節(jié)省氨態(tài)氮氧化到硝酸態(tài)氮所需消耗的氧，還可節(jié)省還原硝酸態(tài)氮到氮?dú)獾挠袡C(jī)碳源

(答一點(diǎn)即可)

(4)增加與氧氣的接觸，防止反硝化作用(答到關(guān)鍵詞即可)

(5)+N₂↑+2H₂O

解析：此題看似很復(fù)雜，實(shí)際上新的信息對(duì)后面題目的處理沒(méi)有多大影響，關(guān)鍵在于對(duì)N的化合物知識(shí)的掌握。

(1)的空間構(gòu)型是正四面體。氮氧化物會(huì)引起酸雨，破壞臭氧層，形成光化學(xué)煙霧。

(2)由升8  降4，故關(guān)系式為

  N    —    2O₂

14 g        2×32 g

1 g           x

x=4.57 g

(4)松土作業(yè)的目的就是增加與O₂的接觸，防止反硝化作用。

(5)歸中反應(yīng)：+N₂↑+2H₂O。