含氮废水进入水体而对环境造成的污染越来越严重,环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO3-还原为N2,从而消除污染。其反应的离子方程式是:
6NO3-+ 10Al + 18H2O=3N2↑+ 10Al(OH)3 + 6OH-。
某化学兴趣小组的同学经过探究发现还有两条途径:
(1)金属镁比铝能更快消除氮的污染,其反应原理和金属铝相同。金属镁是从海水中提取的MgCl2通过电解制得的。若要除去1m3含氮元素0.3mol的废水中的NO3-,则至少需要含0.5%(质量分数)MgCl2的海水多少kg?
(2)甲醇加人含NO3-的废水中也可消除氮的污染,其在一种微生物作用下发生反应:
6NO3- +6H+ +5CH3OH → 3N2↑ + 5CO2 ↑+ 13H2O
若某废水用上述方法处理时, NO3—→N2的转化率为a%,那么每天处理此含NO3-为b g/L的废水V m3(密度1g/cm3)。需要甲醇多少千克?(要求写出解题步骤,运算过程中的数据及最后结果只需写出运算式,不必化简)