Question

（2009?金華模擬）含氮廢水進入水體而對環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重．某校環(huán)保小組的同學(xué)認(rèn)為可以用金屬鋁將水中的NO₃^-還原為N₂，從而消除污染．
（1）配平以下有關(guān)的離子反應(yīng)方程式：

6

NO₃^-+

10

 Al+

18

H₂O

3

N₂↑+

10

Al（OH）₃+

6

OH^-
（2）以上反應(yīng)中，失電子的物質(zhì)是

Al

，還原產(chǎn)物是

N₂

，每生成1mol這種還原產(chǎn)物，將有

10

摩爾電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（3）現(xiàn)需除去1m³含氮0.3mol的廢水中的NO₃^-（設(shè)氮元素都以NO₃^-的形式存在），則至少需要消耗金屬鋁

13.5

克．
（4）你對以上治理污染的方案有何評價？

該方案的治理成本較高（或Al（OH）₃溶于OH^-會造成水體新的污染等等）

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電子守恒和原子守恒來配平化學(xué)方程式；
（2）氧化還原反應(yīng)中，化合價升高元素失去電子，化合價降低元素對應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物，根據(jù)化學(xué)方程式來計算反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的量；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式中硝酸根離子和金屬鋁之間的關(guān)系來計算回答；
（4）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)結(jié)合實際來回答．

解答：解：（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(jù)得失電子守恒，則需要轉(zhuǎn)移電子30mol，所以金屬鋁的前面系數(shù)是10，硝酸根前面系數(shù)是6，氮氣前面系數(shù)是3，根據(jù)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(yīng)中，化合價升高元素Al失去電子，化合價降低的N元素對應(yīng)的產(chǎn)物氮氣是還原產(chǎn)物，根據(jù)化學(xué)方程式可以知道，生成3mol的氮氣轉(zhuǎn)移電子是30mol，當(dāng)生成1mol氮氣時，轉(zhuǎn)移電子是10mol，故答案為：Al；N₂；10；
（3）因為含氮0.3mol的廢水中的NO₃^-的物質(zhì)的量為0.3mol，根據(jù)化學(xué)方程式，0.3mol的硝酸根離子消耗金屬鋁的物質(zhì)的量為0.5mol，所以需要金屬鋁的質(zhì)量是：0.5mol×27g/mol=13.5g，故答案為：13.5；
（4）該方案的治理成本較高并且Al（OH）₃溶于OH^-會造成水體新的污染，
故答案為：該方案的治理成本較高（或Al（OH）₃溶于OH^-會造成水體新的污染等等）．

點評：本題是一道有關(guān)氧化還原知識的題目，要求學(xué)生熟記教材知識，并靈活應(yīng)用．