Question

某反應(yīng)池中，發(fā)生“生物硝化過程”，利用，如果不考慮反應(yīng)過程中硝化細(xì)菌的增殖，其凈反應(yīng)如下式所示：
______+____________+______+______
（1）完成上述反慶的離子方程式并配平，將系數(shù)填入方框中．
（2）將銨態(tài)氮中的1mg氮轉(zhuǎn)化成硝酸根中的氮，需氧氣______mg．（精確0.01）
（3）取100mL完全反應(yīng)后溶液，加入19.2g銅粉及一定量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)（假設(shè)還原產(chǎn)物全部是NO氣體），則原溶液中的濃度為______mo1/L．（假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變）

Answer 1

解：（1）由信息可知，O₂將NH₄⁺氧化為NO₃^-，根據(jù)電荷守恒可知，還生成H⁺，反應(yīng)中NH₄⁺→NO₃^-，N元素化合價由-3價升高為+5價，化合價總共升高8價，O₂→，O元素化合價由0價降低為-2價，化合價總共降低4價，根據(jù)化合價升降相等可知，NH₄⁺系數(shù)為1，O₂系數(shù)為2，根據(jù)N元素是可知NO₃^-系數(shù)為1，根據(jù)電荷守恒可知H⁺系數(shù)為2，根據(jù)元素守恒可知還生成H₂O，其系數(shù)為1，所以離子方程式為NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O．
故答案為：1NH₄⁺、2O₂；1NO₃^-、2H⁺、1H₂O．
（2）令需要氧氣的質(zhì)量為x，則：
NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O．
18g 64g
1mg× x
所以x=×1mg×=4.57g
故答案為：4.57．
（3）反應(yīng)中NO₃^-→NO，N元素化合價由+5價降低為+2價，Cu→Cu₂⁺，Cu元素化合價由0價升高為+2價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有2n（Cu）=3n（NO₃^-）=×2=0.6mol，所以n（（NO₃^-）=0.2mol，根據(jù)N元素守恒有n（NH₄⁺）=n（NO₃^-）=0.2mol，所以原溶液中NH₄⁺的濃度為=2mol/L．
故答案為：2．
分析：（1）由信息可知，O₂將NH₄⁺氧化為NO₃^-，根據(jù)電荷守恒可知，還生成H⁺，反應(yīng)中NH₄⁺→NO₃^-，N元素化合價由-3價升高為+5價，化合價總共升高8價，O₂→，O元素化合價由0價降低為-2價，化合價總共降低4價，根據(jù)化合價升降相等可知，NH₄⁺系數(shù)為1，O₂系數(shù)為2，根據(jù)N元素是可知NO₃^-系數(shù)為1，根據(jù)電荷守恒可知H⁺系數(shù)為2，根據(jù)元素守恒可知還生成H₂O，其系數(shù)為1．
（2）銨態(tài)氮中的1mg氮，則NH₄⁺的質(zhì)量為1mg×，根據(jù)（1）的離子方程式計算需要氧氣的質(zhì)量．
（3）反應(yīng)中NO₃^-→NO，N元素化合價由+5價降低為+2價，Cu→Cu₂⁺，Cu元素化合價由0價升高為+2價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有2n（Cu）=3n（NO₃^-），根據(jù)N元素守恒有n（NH₄⁺）=n（NO₃^-），再根據(jù)c=計算．
點評：考查氧化還原反應(yīng)的配平、根據(jù)方程式的計算、物質(zhì)的量濃度計算等，難度中等，根據(jù)守恒判斷其它生成物是解題的關(guān)鍵．掌握化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式．