水體中的含氮化合物(以NH3、NO-3、NO-2等形式存在)是主要的污染物之一,需對其進(jìn)行無害化處理。
(1)酸性廢水中的氨氮(主要是以NH+4形式存在)可以通過沉淀法或是氧化還原法除去。
①向該酸性廢水中加入Fe2(SO4)3溶液,反應(yīng)后生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,達(dá)到除去氨氮的目的。該沉淀中鐵元素的化合價為 +3+3價,除去氨氮的過程中生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀的反應(yīng)的離子方程式為 NH+4+3Fe3++2SO2-4+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+NH+4+3Fe3++2SO2-4+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+。
②向該酸性廢水中加入NaClO溶液可將NH+4轉(zhuǎn)化成無害氣體放出,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 3ClO-+2NH+4+2H+=3Cl-+N2+2H++3H2O3ClO-+2NH+4+2H+=3Cl-+N2+2H++3H2O;NaCl可以通過Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制得,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 1:11:1。
(2)利用厭氧氨氧化菌細(xì)胞中的三種酶處理廢水中含氮粒子的反應(yīng)機理如圖所示。
①從圖中可以看出該廢水中含氮粒子主要以 NH3、NO-2NH3、NO-2形式存在,圖中1molN2H4中存在的共價鍵數(shù)目為 55NA。
②在NR酶的作用下,NO-2發(fā)生了 還原反應(yīng)還原反應(yīng)(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”),NH2OH在HH酶的催化下與NH3發(fā)生反應(yīng),生成兩種產(chǎn)物的化學(xué)方程式為 NH2OH+NH3 HH酶 N2H4+H2ONH2OH+NH3 HH酶 N2H4+H2O。
NO
-
3
NO
-
2
NH
+
4
NH
+
4
SO
2
-
4
NH
+
4
SO
2
-
4
NH
+
4
NH
+
4
NH
+
4
NO
-
2
NO
-
2
NO
-
2
HH
酶
HH
酶
【答案】+3;+3Fe3++2+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+;3ClO-+2+2H+=3Cl-+N2+2H++3H2O;1:1;NH3、;5;還原反應(yīng);NH2OH+NH3 N2H4+H2O
NH
+
4
SO
2
-
4
NH
+
4
NO
-
2
HH
酶
【解答】
【點評】
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