Question

化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中趁著十分重要的作用，催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。

(1) 催化反硝化法中，H₂能將NO₃^—還原為N₂，25℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行10min，溶液的pH由7變?yōu)?2。

①N₂的結(jié)構(gòu)式為            。

②上述反應(yīng)離子方程式為                ，

其平均反應(yīng)速率v(NO₃^—)為       mol ∙L^—1 ∙min^—1

③還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO₂^—，寫出3

種促進(jìn)NO₂^—水解的方法                     。

(2)電化學(xué)降解NO₃^—的原理如題11圖所示。

①電源正極為        (填“A”或“B”)，

陰極反應(yīng)式為                      。

②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)

電解液的質(zhì)量變化差(△m_左－△m_右)為      g。

Answer 1

（1）①N≡N   ②2NO₃^-+5H₂N₂+2OH^-+4H₂O   0.001      ③加酸，升高溫度，加水

   （2）①A， 2NO₃^-+6H₂O+10e^-＝N₂+12OH^-    ②14.4

【解析】（1）①N₂分子中氮原子間通過氮氮三鍵結(jié)合，因此其結(jié)構(gòu)式為N≡N；②利用溶液pH變化可知有OH^-生成，再結(jié)合原子守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式；利用離子方程式知v(NO₃^-)＝v(OH^-)＝(10^-2-10^-7)/10＝0.001mol/(L·min)；③水解是吸熱反應(yīng)，NO₂^-水解使溶液中c(OH^-)變大，因此可促進(jìn)NO₂^-水解的措施有加熱、加水或加酸等。（2）①由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應(yīng)，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極；在陰極反應(yīng)是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有H₂O參與反應(yīng)且有OH^-生成；②轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽極（陽極反應(yīng)為H₂O失電子氧化為O₂和H⁺）消耗1mol水，產(chǎn)生2molH⁺進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；陰極室中放出0.2molN₂（5.6g），同時(shí)有2molH⁺（2g）進(jìn)入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少3.6g，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（△m_左-△m_右）＝18g-3.6g＝14.4g。