Question

20．環(huán)境專家認(rèn)為可以用鋁將水中的NO₃^- 轉(zhuǎn)化為N₂，從而清除污染．該反應(yīng)中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH^-、Al（OH）₃、NO₃^-、N₂，請將各粒子分別填入以下空格（請將整個方程式配平后寫在答題紙上）．
NO₃^-+10Al+18H₂O→10Al（OH）₃+3N₂↑+6OH^-
該反應(yīng)過程中，被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比為5：3．

Answer 1

分析 反應(yīng)中NO₃^-→N₂，N元素化合價由+5價降低為0價，共降低10價，Al→Al（OH）₃，Al元素化合價由0價升高為+3價，共升高3價，根據(jù)電荷守恒可知OH^-是生成物，由H元素守恒可知H₂O是反應(yīng)物，化合價升降最小公倍數(shù)為30，故N₂系數(shù)為3，Al系數(shù)為10，根據(jù)電荷守恒、元素守恒配平其它物質(zhì)的系數(shù)；根據(jù)方程式判斷被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比．

解答 解：反應(yīng)中NO₃^-→N₂，N元素化合價由+5價降低為0價，共降低10價，Al→Al（OH）₃，Al元素化合價由0價升高為+3價，共升高3價，根據(jù)電荷守恒可知OH^-是生成物，由H元素守恒可知H₂O是反應(yīng)物，化合價升降最小公倍數(shù)為30，故N₂系數(shù)為3，Al系數(shù)為10，根據(jù)N元素守恒可知NO₃^-系數(shù)為6，根據(jù)Al元素守恒可知Al（OH）₃系數(shù)為10，電荷守恒可知OH^-系數(shù)為6，根據(jù)H元素守恒可知H₂O系數(shù)為，配平后離子方程式為6NO₃^-+10Al+18H₂O=10Al（OH）₃+3N₂+6OH^-．由方程式可知被氧化與被還原的元素的物質(zhì)的量之比10：6=5：3．
故答案為：10Al、18H₂O=10Al（OH）₃、3N₂↑、6OH^-；5：3．

點評 本題主要考查氧化還原反應(yīng)配平及其概念的判斷，難度中等，抓住氧化還原反應(yīng)的特征及其得失電子守恒進行配平，難度不大．