某文献报道可将ASBBR（一种生物膜反应器）用在有PO43-存在的环境中除磷，有一类微生物可在其中将PO43-还原为PH3，这项研究为解决含磷污染物的净化问题提供了新思路．某课题组在无氧环境

Question

某文献报道可将ASBBR（一种生物膜反应器）用在有PO₄^3-存在的环境中除磷，有一类微生物可在其中将PO₄^3-还原为PH₃，这项研究为解决含磷污染物的净化问题提供了新思路．某课题组在无氧环境中，用某腌制厂中含NO₃^-的废水对上述磷酸盐还原系统的除磷效率进行实验分析．

（1）预测分析阶段
该课题组对除磷效率可能受到的影响因素提出了一些假设，请完成以下可能的假设．
假设一：溶液中NO₃^-的浓度大小；（NO₃^-的浓度通过仪器可精确测定，单位：mg•L^-1 ）
假设二：___
假设三：___
（2）实验准备阶段
①配制含NO₃^-浓度不同的溶液并可通过___方法除去溶液中溶有的O₂．
②将每份溶液的pH调到7.3（通过pH计进行精确控制）．
（3）该小组在恒温30℃的实验条件下，进行12小时实验后得到除磷效率的关系图如图．根据图，若某废水中 的 c（PO₄^3-）为amol•L^-1，进水NO₃^-浓度为105mg•L^-1时的PO₄^3-除去率约为40%，则此段时间内用PO₄^3-浓度变化表示的除磷速率是___． 对于进水中随NO₃^-浓度的增大导致除磷效率的降低原因进行分析后得知：是生成的PH₃被NO₃^-又氧化生成PO₄^3-的缘故，请完成该反应的离子方程式：
___PH₃+___NO₃^-+___=___ H₂PO₄^-+___N₂+___．
（4）拓展探究阶段
水体中的磷元素主要来源于粪便、合成洗涤剂等．污水中大部分的磷元素可被转化为Ca₃（PO₄）₂沉淀而除去，未除去的部分纳入水体．已知CaHPO₄的溶解性类似于 Ca₃（PO₄）₂也是一种难溶物．
请列举水体中磷污染的一种事实或现象：___
Na₂HPO₄溶液中加人CaCl₂溶液会产生白色沉淀，此沉淀可能是CaHPO₄也可能是Ca₃（PO₄）₂，请设计实验加以验证是哪一种沉淀，写出简单的实验步骤、现象和所得结论：（试剂选择仅限于：Na₂HPO₄溶液、CaCl₂溶液、石蕊试液、酚酞试液、AgNO₃溶液）___．

Answer 1

（1）某课题组在无氧环境中，用某腌制厂中含NO₃^-的废水对上述磷酸盐还原系统的除磷效率进行实验分析，对除磷效率可能受到的影响因素是溶液中NO₃^-的浓度大小、实验的不同温度、溶液PH不同等，故答案为：实验的不同温度、溶液PH不同；
（2）在无氧环境中，用某腌制厂中含NO₃^-的废水对上述磷酸盐还原系统的除磷效率进行实验分析，溶液中除去氧气的方法可以用加热煮沸等方法除去或通入氮气方法除去溶液中溶有的O₂，通入氮气或加热煮沸，
故答案为：通入氮气或加热煮沸；
（3）该小组在恒温30℃的实验条件下，进行12小时实验后得到除磷效率的关系图如图．根据图，若某废水中 的 c（PO₄^3-）为amol•L^-1，进水NO₃^-浓度为105mg•L^-1时的PO₄^3-除去率约为40%，则此段时间内用PO₄^3-浓度变化表示的除磷速率=(amol/L×40%)/(12h)=(a)/(30)mol/（L•h），离子方程式中PH₃中磷元素化合价-3价变化为+5价，氮元素化合价+5价变化为0价，电子转移总数为40e^-，根据电荷守恒反应前缺项为氢离子，结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平书写离子方程式为：5PH₃+8NO₃^-+3H⁺=5H₂PO₄-+4N₂+4H₂O，
故答案为：(a)/(30)mol/（L•h）；5，8，3H⁺，5，4，4H₂O；
（4）水体中磷污染，能使水中藻类植物大量繁殖，会引起水体富营养化，导致水栖生物大量死亡，赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象，藻类生长需要大量的N、P元素，如果水体中N、P元素严重超标，会引起藻类疯长，从而导致水中氧气含量降低，水生生物大量死亡，海水中常称为赤潮，淡水中称为水华，Na₂HPO₄溶液中加人CaCl₂溶液会产生白色沉淀，此沉淀可能是CaHPO₄也可能是Ca₃（PO₄）₂，设计实验加以验证是哪一种沉淀的原理为：若生成物的混合物显强酸性，则生成的沉淀为Ca₃（PO₄）₂，2Na₂HPO₄+3CaCl₂=Ca₃（PO₄）₂↓+4NaCl+2HCl，若生成物的混合物不显酸性，则生成的沉淀为CaHPO₄，发生Na₂HPO₄+CaCl₂=CaHPO₄↓+2NaCl，具体步骤、现象和所得结论为：向Na₂HP₄溶液中加入过量的氯化钙溶液，待沉淀完全后，向上层清液中滴加紫色石蕊溶液，若溶液变红色表明沉淀为Ca₃（PO₄）₂，若不变色表明沉淀为CaHPO₄，
故答案为：水体富营养化，导致赤潮或水华；向Na₂HP₄溶液中加入过量的氯化钙溶液，待沉淀完全后，向上层清液中滴加紫色石蕊溶液，若溶液变红色表明沉淀为Ca₃（PO₄）₂，若不变色表明沉淀为CaHPO₄；