4.
在水体中部分含氮有机物循环如图1所示.
(1)图中属于氮的固定的是
(填序号).
(2)图中①②的转化是在亚硝化细菌和硝化细菌作用下进行的,已知:
2NH
4+(aq)+3O
2═2NO
2-(aq)+4H
+(aq)+2H
2O(l)△H
1=-556.8kj/mol
2NO
2-(aq)+O
2(g)=2NO
3-(aq);△H
2=-145.2KJ•mol
-1则反应NH
4+(aq)+2O
2(g)=NO
3-(aq)+2H
+(aq)+H
2O(1);
△H
3=
KJ•mol
-1(3)某科研机构研究通过化学反硝化的方法除脱水体中过量的NO
3-,他们在图示的三颈烧瓶中(装置如图2)中,加入NO
3-起始浓度为45mg•L
-1的水样、自制的纳米铁粉,起始时pH=2.5,控制水浴温度为25℃、搅拌速率为500转/分,实验中每间隔一定时间从取样口检测水体中NO
3-、NO
2-及pH(NH
4+、N
2未检测)的相关数据(如图3).
①实验室可通过反应Fe(H
2O)
62++2BH
4-=Fe↓+2H
3BO
3+7H
2↑制备纳米铁粉,每生成1molFe转移电子总的物质的量为
.
②向三颈烧瓶中通入N
2的目的是
.
③开始反应0~20min,pH快速升高到约6.2,原因之一是NO
3-还原为NH
4+及少量在20~250min时,加入缓冲溶液维持pH6.2左右,NO
3-主要还原为NH
4+,Fe转化为Fe(OH)
2,该反应的离子方程式为
.
(4)一种可以降低水体中NO
3-含量的方法是:在废水中加入食盐后用特殊电极进行电解反硝化脱除,原理可用图4简要说明.
①电解时,阴极的电极反应式为
.
②溶液中逸出N
2的离子方程式为
.