Question

【題目】氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵．海洋中無機(jī)氮的循環(huán)過程可用如圖表示．

（1）海洋中的氮循環(huán)起始于氮的固定，其中屬于固氮作用的一步是（填圖中數(shù)字序號(hào)）．
（2）下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是（填字母序號(hào)）．
a．海洋中存在游離態(tài)的氮
b．海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化
c．海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與
d．向海洋排放含NO3﹣的廢水會(huì)影響海洋中NH4+的含量
（3）有氧時(shí)，在硝化細(xì)菌作用下，NH4+可實(shí)現(xiàn)過程④的轉(zhuǎn)化，將過程④的離子方程式補(bǔ)充完整：
NH4++5O2═2NO2﹣+H+++
（4）有人研究了溫度對(duì)海洋硝化細(xì)菌去除氨氮效果的影響，下表為對(duì)10L人工海水樣本的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：

溫度/℃	樣本氨氮含量/mg	處理24h	處理48h
		氨氮含量/mg	氨氮含量/mg
20	1008	838	788
25	1008	757	468
30	1008	798	600
40	1008	977	910

硝化細(xì)菌去除氨氮的最佳反應(yīng)溫度是 ， 在最佳反應(yīng)溫度時(shí)，48h內(nèi)去除氨氮反應(yīng)的平均速率是mgL﹣1h﹣1 ．
（5）為了避免含氮廢水對(duì)海洋氮循環(huán)系統(tǒng)的影響，需經(jīng)處理后排放．圖是間接氧化工業(yè)廢水中氨氮（NH4+）的示意圖．

①結(jié)合電極反應(yīng)式簡(jiǎn)述間接氧化法去除氨氮的原理： ．
②若生成H2和N2的物質(zhì)的量之比為3：1，則處理后廢水的pH將（填“增大”、“不變”或“減小”），請(qǐng)簡(jiǎn)述理由： ．

Answer 1

【答案】
（1）②
（2）ad
（3）6；N2O；5H2O
（4）25℃；1.125
（5）陽(yáng)極反應(yīng)2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2 ， 產(chǎn)生的Cl2氧化廢水中的NH4+釋放出N2；減小；電路中通過相同電量時(shí)，若生成n（H2）：n（N2）=3：1，則陽(yáng)極產(chǎn)生的H+比陰極消耗的H+多
【解析】解：（1）氮的固定作用是指游離態(tài)氮元素發(fā)生反應(yīng)生成化合態(tài)氮元素的過程為固氮作用，即單質(zhì)變化為化合物，分析轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知只有反應(yīng)②是氮?dú)獗Ｗo(hù)為銨根離子是固氮作用，
所以答案是：②；
（2.）a．海洋中不存在游離態(tài)的氮，氮元素是以化合態(tài)存在，主要是硝酸根離子，故a錯(cuò)誤；
b．轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化，大氣氧化生成氧化物，反應(yīng)得到銨根離子最后通過硝化作用得到硝酸根離子，故b正確；
c．反硝化作用是指將硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾倪^程．硝化作用是指氨在微生物作用下氧化為硝酸的過程．硝化細(xì)菌將氨氧化為硝酸的過程．反硝化作用：反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的過程，不一定有氧參加，故c錯(cuò)誤；
d．轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中硝酸根離子增多，反硝化作用增強(qiáng)，向海洋排放含NO3﹣的廢水會(huì)影響海洋中NH4+的含量，故d正確；
所以答案是：ad；
（3.）有氧時(shí)，在硝化細(xì)菌作用下，NH4+可實(shí)現(xiàn)過程④的轉(zhuǎn)化，生成N2O、NO2﹣、H+和水，氮元素化合價(jià)﹣3價(jià)變化為+1價(jià)和+3價(jià)，氧元素化合價(jià)0價(jià)變化為﹣2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)20e﹣ ， 所以銨根離子前為4，氧氣前為5，NO2﹣前為2，N2O前為1，結(jié)合電荷守恒得到氫離子前為6，水分子式前為5，配平得到離子方程式為：4NH4++5O2═2NO2﹣+6H++N2O+5H2O，
所以答案是：6，N2O，5H2O；
（4.）硝化細(xì)菌去除氨氮的最佳反應(yīng)溫度是處理24h和處理48h后氨氮含量最少的溫度是25°C，處理效果好，在最佳反應(yīng)溫度時(shí)，48h內(nèi)去除氨氮反應(yīng)的平均速率= =1.125mg/（Lh）
所以答案是：25℃，1.125；
（5.）①裝置圖分析可知和電源正極相連的為陽(yáng)極，溶液中氯離子在陽(yáng)極失電子生成氯氣，電極反應(yīng)為：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2 ↑，氯氣具有強(qiáng)氧化性酸性溶液中能氧化銨根離子為氮?dú)獬�去�?/span>
所以答案是：陽(yáng)極反應(yīng)2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2 ， 產(chǎn)生的Cl2氧化廢水中的NH4+釋放出N2；
②電解池中陽(yáng)極電極反應(yīng)是：2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑，3Cl2+2NH4+=N2+8H++6Cl﹣ ， 陰極電極反應(yīng)為：2H++2e﹣=H2↑，若生成n （H2）：n （N2）=3：1，電子守恒得到6H+～3H2～6e﹣～N2～3Cl2～6e﹣～8H+ ， 陽(yáng)極產(chǎn)生的H+比陰極消耗的H+多，ry PH減小，
所以答案是：減小，理由：電路中通過相同電量時(shí)，若生成n （H2）：n （N2）=3：1，則陽(yáng)極產(chǎn)生的H+比陰極消耗的H+多；