Question

　　每年6月5日定為“世界環(huán)境日”，從1972年開始，每年均由聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署確定一個主題，開展“世界環(huán)境日”活動。其中關(guān)于水的主題：1976年是“水！生命的重要源泉”，1981年是“保護地下水和人類食物鏈，防止有毒化學(xué)品的污染”，可見水的重要性。

　　水污染有兩類：一類是自然因素造成的，如地下水流動把地層中某些礦物溶解，使某些地區(qū)水體鹽分、微量元素濃度偏高或因植物腐爛中產(chǎn)生的毒物而影響了當(dāng)?shù)氐乃�質(zhì)。另一類是人為因素造成的，主要工業(yè)排放的廢水。此外，還包括生活污染水、農(nóng)田排水、降雨淋洗大氣中的污染物以及堆積在地上的垃圾經(jīng)降雨淋洗流入水體的污染物。

　　水體污染物種類繁多，按照所造成的環(huán)境污染情況大體有以下幾種類型：

　�、偎�體的富營養(yǎng)化及危害。

　　某些工業(yè)廢水、施用磷肥和氮肥的農(nóng)田及生活污水（有含磷增凈劑的洗滌劑）中，都含有氮和磷，它們并非有害元素，而是植物營養(yǎng)元素，引起藻類及浮游生物的迅速繁殖。導(dǎo)致水中氧氣大量減少而使水生生物因缺氧而大量死亡、腐敗，致使水質(zhì)惡劣化。

　�、谛柩跷镔|(zhì)污染及危害。

　　生活污水、食品加工和造紙工業(yè)廢水，含有糖、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機物；在石油的開采、儲運、煉制及使用過程中，由于原油和各種石油制品進入環(huán)境。這些物質(zhì)懸浮或溶解于污水中，經(jīng)微生物的化學(xué)作用而分解，在分解過程中需要消耗氧氣，因而被稱為需氧污染物。這類污染物造成厭氧分解，產(chǎn)生惡臭（生成硫化氫、氨和硫醇等有難聞氣味），使水質(zhì)進一步惡化。

　�、鬯�、堿、鹽等無機物污染及危害。

　　④重金屬污染及危害。

　　污染水體的重金屬有汞、鎘、鉛、鉻、釩、鈷、鋇等。其中以汞的毒性最大，鎘、鉛、鉻也有較大危害。

　　重金屬在工廠、礦山生產(chǎn)過程中隨廢水排出，進入水體后不能被微生物降解。經(jīng)食物鏈富集，能逐級在較高級生物體內(nèi)千百倍地增加含量，最終進入人體。1955年～1972年日本富士山縣神能川蜮，日本三人金屬礦業(yè)公司鋅鉛冶煉廠排放含鎘廢水，污染神通川。兩岸居民和礦工出現(xiàn)怪病，患者腰、膝關(guān)節(jié)疼痛，隨后遍及全身，最后骨骼萎縮，飲水不進，在衰弱中疼痛而死亡。

　　

請根據(jù)上述材料，回答下列問題：

（1）氮和磷等是生物體內(nèi)的必須元素，而池塘中氮、磷含量過高，反而會引起富營養(yǎng)化而導(dǎo)致大量水生生物的死亡，請分析說明原因。

（2）水中的動植物尸體在微生物的分解下能產(chǎn)生出硫化氫、氨等難聞的氣體，問這些物質(zhì)主要來源于何種有機物。

（3）工業(yè)上為了處理含離子的酸水，采用以下處理方法：

①往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽。

②以鐵作為陽極進行電解。

③鼓入空氣。

經(jīng)一段時間后，使廢水中含鉻量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。

請用已學(xué)過的化學(xué)知識解釋處理含的工業(yè)廢水的原因。

注：開始沉淀的pH值為2.7，沉淀完全的pH值為3.7。開始沉淀的pH值為7.6，沉淀完全的pH值為9.6，并且呈絮狀，不易從溶液中除去。

（4）測定污水中的含量，可以用作為還原劑，采用適當(dāng)?shù)闹甘緞�，對污水進行滴淀，若量取10.00mL污水，用0.0100mol/L的滴定，其共用去溶液12.00mol。已知在酸性溶液中作氧化劑時，被還原成。

①寫出與存在下反應(yīng)的化學(xué)方程式。

②計算污水中的物質(zhì)的量濃度。

Answer 1

答案：
解析：

�。�1）氮、磷、鉀為植物生長必需的元素，營養(yǎng)豐富必然引起藻類及浮游生物、水下植物的迅速繁殖。從光合作用的角度分析，植物吸收二氧化碳，而釋放出氧氣，按量水中的溶解氧會增加。但藻類的壽命短，繁殖周期短，在藻類大量繁殖的時候，也有大量的藻類死亡，藻類的大量死亡導(dǎo)致水中的有機物增加，需氧型細菌也相應(yīng)增加，需氧型細菌的活動消耗掉水中大量的氧氣，所以水中的溶解氧大量減少，導(dǎo)致水生生物因缺氧而大量死亡、腐敗，致使水質(zhì)惡化。 　　（2）動植物的組成主要是蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、淀粉、水及少量無機鹽。纖維素和淀粉屬于糖類，可由單糖脫水縮聚而成，是碳水化合物，組成元素只有碳、氫、氧，脂肪屬脂類，是醇和酸經(jīng)酯化反應(yīng)生成的產(chǎn)物，所以組成元素主要是碳、氫、氧，只有極微量的氮和磷等元素。蛋白質(zhì)是氨基酸經(jīng)肽鍵綜合而成，其組成中氮元素含量較大，有些蛋白質(zhì)也會有硫元素，在微生物作用下，發(fā)生脫氨等反應(yīng)，生成氨氣及硫化氫，所以難聞氣味的主要來源是蛋白質(zhì)。 　�。�3）解答本題涉及到化學(xué)知識：①對氧化-還原反應(yīng)、電解池的原理的理解和應(yīng)用。電解池的電極分為惰性電極和金屬電極。若用石墨、鉑做電極，溶液中陰-陽離子的放電順序為：陽離子：、、和金屬順序表正好相反，金屬的還原性越強，其對應(yīng)的陽離子氧化越弱。陰離子：、非含氧酸根離子順序遞減。而從屬做陽極，則金屬發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)。②電解過程溶液pH值的變化以及pH值變化對沉淀的影響③廉價化工原料的選擇，不斷鼓入空氣的原因④離子方程式的書寫⑤物質(zhì)分離方法的選擇 選擇鐵做陽極：以Fe為陽極，電極反應(yīng)式為：陽極Fe－2e＝，陰極＋2e＝↑加入少量食鹽，是增加污水中離子濃度，增強導(dǎo)電能力。以生成的為還原劑，在酸性溶液中與離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式：＝＋＝6＋27這樣離子被還原成。在電解過程中，由于在陰極不斷放電，失破了水的電離平衡，促進水的電離，溶液的pH值上升，溶液中的陽離子以形成沉淀。由信息可知，開始沉淀的pH值為7.6，沉淀完全的pH值為9.6，并且呈絮狀沉淀不便分離，不易從溶液中除去。根據(jù)已學(xué)的知識，極易被氧化，所以在處理過程中鼓入空氣，讓空氣中充分與反應(yīng)：＝↓。成為容易分離的，使廢水含鉻量降到可排放標(biāo)準(zhǔn)。 　�。�4）＝＋＋＋;②2×mol/L提示：本題看似一個復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)方程式，裨上只有一種元素被氧化，一種元素被還原，是一種簡單的氧化還原反應(yīng)。還原劑中：2＋→3－e。氧化劑中中Cr：＋6→＋3＋3e即每摩爾中得6mol電子。＝先由電子得失守恒配平氧化被還原的元素。再用觀察法配平其他元素，化學(xué)方程式即可配平。由物質(zhì)的量濃度公式c＝6求出的物質(zhì)的量。由化學(xué)方程式