Question

7．含氮廢水進入水體中對環(huán)境造成的污染越來越嚴重．
（一）某校環(huán)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(huán)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）該反應中N元素化合價由+5價變?yōu)?價、Al元素化合價由0價變?yōu)?3價，轉移電子總數為30，根據轉移電子守恒、原子守恒配平方程式；
 （2）化合價升高的反應物失電子，得電子化合價降低的反應物是氧化劑，氧化劑對應的產物是還原產物；根據還原產物與轉移電子之間關系式計算；
（3）根據轉移電子守恒計算消耗Al的物質的量；
（二）（1）NaCN遇水就會產生劇毒物質HCN，同時生成OH^-；
（2）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，根據反應物和生成物書寫化學方程式；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能氧化NaCN，但酸性高錳酸鉀溶液中含有稀硫酸，能和NaCN發(fā)生復分解反應．

解答 解：（一）（1）該反應中N元素化合價由+5價變?yōu)?價、Al元素化合價由0價變?yōu)?3價，轉移電子總數為30，根據轉移電子守恒、原子守恒配平方程式為6NO₃^-+10Al+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案為：6；10；18；3；10；6；
 （2）化合價升高的反應物失電子，N元素化合價由+5價變?yōu)?價、Al元素化合價由0價變?yōu)?3價，所以失電子的物質是Al；
得電子化合價降低的反應物是氧化劑，氧化劑對應的產物是還原產物，則氧化劑是硝酸根離子，所以還原產物是N₂；
每生成1mol還原產物，轉移的電子數目=1mol×2×（5-0）×N_A/mol=10N_A，
故答案為：Al；N₂；10N_A；
（3）根據轉移電子守恒得消耗n（Al）=$\frac{0.3mol×（5-0）}{3-0}$=0.5mol，故答案為：0.5mol；
（二）（1）NaCN為強堿弱酸鹽，氫氰根離子和水發(fā)生水解反應生成劇毒物質HCN，同時生成OH^-，其水解離子方程式為CN^-+H₂O?HCN+OH^-，故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）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，根據反應物和生成物書寫化學方程式為，故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能氧化NaCN，但酸性高錳酸鉀溶液中含有稀硫酸，能和NaCN發(fā)生復分解反應生成劇毒物質HCN，所以不能用酸性高錳酸鉀溶液處理，反應方程式為NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN，故答案為：不能；NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

點評 本題考查氧化還原反應、水解反應、復分解反應等知識點，側重考查化學反應原理，明確物質性質、氧化還原反應基本概念及基本計算是解本題關鍵，注意計算過程中守恒法的應用，題目難度不大．