Question

通常洗滌劑中含有三磷酸五鈉（Na₅P₃O₁₀）洗滌衣物的廢水如直接排放到河湖中，會造成水質富營養化，促使藻類大量繁殖，藻類死亡之后經氧化[化學方程式為：X（碟表藻類）+138O₂═106CO₂+16HNO₃+H₃PO₄+122H₂O]，致使河水臭，魚類等生物因缺氧大量死亡．
（1）則藻類（X）的化學式為 ______．
（2）現有一個1×10⁶m²、平均水深為20m的湖泊，含氧量為9.1g/m³，若每天排入含3%（質量分數）的三磷酸五鈉的廢水1000kg，計算多少天后，湖里氧氣被消耗凈？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據質量守恒定律可知，在化學反應中，反應前后原子的種類沒有改變，數目沒有增減，原子的質量也沒有改變．根據藻類死亡之后經氧化的化學方程式和質量守恒定律就可計算出生成物各元素的原子個數與反應物各元素的原子個數之差，就是X的化學式中含有的元素的原子個數．
（2）根據化學方程式計算出每天消耗氧氣的質量，根據已知條件計算出湖泊的水中氧氣的質量，然后用湖泊的水中氧氣的質量÷每天消耗氧氣的質量即可．
解答：解：（1）根據藻類死亡之后經氧化的化學方程式和質量守恒定律可知，X的化學式中含有的C元素的原子個數為106，O元素的原子個數為106×2+16×3+4+122-138×2=110，H元素的原子個數為：16+3+122×2=263，N元素的原子個數為：16，P元素的原子個數為：1．故X的化學式為：C₁₀₆H₂₆₃O₁₁₀N₁₆P．
（2）湖泊的水中氧氣的質量為：1×10⁶m²×20m×9.1g/m³=1.82×10⁸g，
設每天消耗氧氣的質量為x，因為
1molNa₅P₃O₁₀～3molC₁₀₆H₂₆₃O₁₁₀N₁₆P～3×138molO₂，
      368                      3×138×32
     1×10⁶g×3%                  x
∴，
解之得：x=1.08×10⁶g；
所以每天消耗氧氣的質量為：1.08×10⁶g，
1.82×10⁸g÷1.08×10⁶g≈169．
答：約169天后，湖里氧氣被消耗凈．
點評：本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．