Question

10．含氮廢水進入水體中對環境造成的污染越來越嚴重．
（一）某校環保小組的同學認為可以用金屬鋁將水中的NO₃^-還原成N₂，從而消除氮污染．
（1）配平以下有關的離子反應方程式：□NO₃^-+□Al+□H₂O→□N₂↑+□Al（OH）₃+□OH^-
（2）以上反應中失電子的物質是Al，還原產物是N₂，每生成1mol還原產物，轉移的電子數目為10N_A．
（3）現需除去1m³含氮0.3mol的廢水中的NO₃^- （設氮元素都以NO₃^-的形式存在），則至少需要消耗金屬鋁的物質的量為0.5mol．
（二）8月12日天津海瑞公司危險品爆炸導致NaCN泄漏，對周邊的環境造成極大的威脅．
（1）NaCN遇水就會產生劇毒物質HCN，請寫出其離子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）．天津此次事故中是用雙氧水來處理泄漏的NaCN，處理后產生有刺激性氣味的氨氣與NaHCO₃，請寫出該反應的化學方程式NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑
（3）此次事故中不能（填“能”或“不能”）用酸性高錳酸鉀來處理泄漏的NaCN．請用文字結合方程式解釋NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

Answer 1

分析 （一）（1）根據電子守恒和原子守恒來配平化學方程式；
（2）氧化還原反應中，化合價升高元素失去電子，化合價降低元素對應的產物是還原產物，根據化學方程式來計算反應轉移電子的量；
（3）根據化學方程式中硝酸根離子和金屬鋁之間的關系來計算回答；
（二）（1）NaCN為強堿弱酸鹽，水解生成HCN和氫氧化鈉；
（2）氰化鈉與雙氧水發生氧化還原反應生成碳酸氫鈉和氨氣；
（3）HCN酸性非常弱，依據強酸制備弱酸原理分析解答．

解答 解：（一）（1）氯元素化合價共升高了3價，兩氮元素化合價共降低了10價，根據得失電子守恒，則需要轉移電子30mol，所以金屬鋁的前面系數是10，硝酸根前面系數是6，氮氣前面系數是3，根據原子守恒配平氫原子和氧原子即可，即6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案為：6；10；18；3；10；6；
（2）氧化還原反應中，化合價升高元素Al失去電子，化合價降低的N元素對應的產物N₂是還原產物，根據化學方程式可知，生成3mol的氮氣轉移電子是30mol，當生成1mol氮氣時，轉移電子是10mol，所以轉移電子數為：10N_A，故答案為：Al；N₂；10N_A；
（3）因為含氮0.3mol的廢水中的NO₃^-的物質的量為0.3mol，由化學方程式可知，0.3mol的硝酸根離子消耗金屬鋁的物質的量為0.5mol，故答案為：0.5mol；
（二）（1）NaCN為強堿弱酸鹽，水解生成HCN和氫氧化鈉，離子方程式：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化鈉與雙氧水發生氧化還原反應生成碳酸氫鈉和氨氣，化學方程式：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）HCN酸性非常弱，酸化的高錳酸鉀中含有大量氫離子，依據強酸制備弱酸原理能生成大量有毒的HCN，方程式：NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN；
故答案為：不能；NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

點評 本題考查了氧化還原反應、鹽類的水解，明確氧化還原反應得失電子守恒規律、鹽類水解規律是解題關鍵，題目難度中等．