废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理的方法是先将大多数有机态氮转化为氨态氮,然后通过进一步转化成N2而消除污染。生物除氮工艺有以下几种方法:
【方法一】在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用,将废水中氨态氮转化为中间过渡形态的硝酸态氮和亚硝酸态氮,然后在缺氧条件下,利用反硝化菌,硝酸态氮和亚硝酸态氮被水中的有机物还原为氮气。见图中之①。反应过程为如下(注:有机物以甲醇表示;当废水中有机物不足时,需另外投加有机碳源)。2NH4++3O2==2HNO2 +2H2O +2H+ 2HNO2 +O2===2HNO3
6NO3―+2CH3OH→6NO2―+2CO2+ 4H2O 6NO2―+3CH3OH→3N2 +3CO2+ 3H2O+ 6OH―
【方法二】与方法一相比,差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮。见图中之②。
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请回答以下问题:
(1)NH4+的空间构型为 。大气中的氮氧化物的危害有 和 等。
(2)方法一中氨态氮元素1g转化为硝酸态氮时需氧的质量为 g。
(3)从原料消耗的角度说明方法二比方法一有优势的原因: 。
(4)自然界中也存在反硝化作用,使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利,农业上可通过松土作业,以防止反硝化作用。其原因是 。
(5)荷兰Delft大学Kluyver生物技术实验室试验确认了一种新途径。在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为氧化剂,在自养菌作用下将氨态氮(氨态氮以NH4+表示)氧化为氮气(见图中过程③)。其反应离子方程式为 。
取少量Fe2O3粉末(红褐色)加入适量盐酸,发生的化学反应方程式为:
得到棕黄色的FeCl3溶液,用此溶液分别做如下实验。
①取少量FeCl3溶液于试管,滴入几滴NaOH溶液,生成红褐色沉淀,发生的离子反应方程式为
②在小烧杯中加入20mL蒸馏水,煮沸后,滴入几滴FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,即制得______。用激光笔照射烧杯中的液体,可以观察到液体中。这个实验可用于区别。
③取少量FeCl3溶液,加入过量铁粉,溶液由棕黄色变成浅绿色,经检验生成了FeCl2。写出反应的离子方程式:
从金属锌、氢气、氧气、水、一氧化碳、氧化铜、盐酸中任意挑选作为反应物,按下列要求写出化学方程式:
①既属于化合反应,又属于氧化还原反应:
②属于氧化还原反应,不属于置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应:
在水溶液中,YO3n-和S2-发生反应的离子方程式如下:
YO3n- + 3S2- + 6H+=Y- + 3S↓+ 3H2O
(1)YO3n-中Y的化合价是,n=;
(2)Y元素原子的最外层电子数是。
(1998年上海)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下
依据上图,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为,与电源负极相连的电极附近,溶液pH(选填“不变”“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为
、。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以
是(选填a,b,c多选扣分)。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42—,加入试剂的合理顺序为(选填a、b、c多选扣分)
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过、冷却、(填写操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为。
请写出五种化学性质不同的物质的化学式,这些物质的原子核外都具有10个电子,它们的化学式分别为、、、、。