Question

17．暑期很多同學都會去海邊或江湖邊玩耍，發(fā)現(xiàn)很多水體都發(fā)生了藻類大量生長引起的水體污染，很多都是由含氮廢水進入水體中對環(huán)境造成的污染引起的．某校環(huán)保科研小組的同學認為可以用金屬鋁將水中的NO₂^-還原成N₂，從而減少或消除由它引起的污染．
（1）配平下列有關(guān)的離子方程式：
6NO₂^-+10Al+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-
（2）以上反應中，得電子的物質(zhì)是NO₂^-（寫化學符號），氧化產(chǎn)物是Al（OH）₃（寫化學符號），每生成1mol 還原產(chǎn)物，發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為10．
（3）現(xiàn)需除去10m³含氮廢水中的NO₂^-（假設氮元素均以NO₂^-的形式存在，且濃度為1×10^-4mol/L），至少需要消耗金屬鋁的質(zhì)量為13.5g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(chǎn)物是還原產(chǎn)物，根據(jù)化學方程式來計算反應轉(zhuǎn)移電子的量；
（3）根據(jù)化學方程式中硝酸根離子和金屬鋁之間的關(guān)系來計算回答．

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、18H₂O、3、10、6；
（2）氧化還原反應中，得電子的物質(zhì)化合價降低，是NO₂^-，化合價升高的Al元素對應的產(chǎn)物Al（OH）₃是氧化產(chǎn)物，根據(jù)化學方程式可以知道，生成3mol的氮氣轉(zhuǎn)移電子是30mol，當生成1mol氮氣時，轉(zhuǎn)移電子是10mol，故答案為：NO₂^-；Al（OH）₃；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．

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