Question

化学在环境保护中趁着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

(1) 催化反硝化法中，H₂能将NO₃^—还原为N₂，25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。

①N₂的结构式为            。

②上述反应离子方程式为                ，

其平均反应速率v(NO₃^—)为       mol ∙L^—1 ∙min^—1

③还原过程中可生成中间产物NO₂^—，写出3

种促进NO₂^—水解的方法                     。

(2)电化学降解NO₃^—的原理如题11图所示。

①电源正极为        (填“A”或“B”)，

阴极反应式为                      。

②若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧

电解液的质量变化差(△m_左－△m_右)为      g。

Answer 1

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

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

【解析】（1）①N₂分子中氮原子间通过氮氮三键结合，因此其结构式为N≡N；②利用溶液pH变化可知有OH^-生成，再结合原子守恒可写出反应的离子方程式；利用离子方程式知v(NO₃^-)＝v(OH^-)＝(10^-2-10^-7)/10＝0.001mol/(L·min)；③水解是吸热反应，NO₂^-水解使溶液中c(OH^-)变大，因此可促进NO₂^-水解的措施有加热、加水或加酸等。（2）①由图示知在Ag-Pt电极上NO₃^-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO₃^-得电子发生还原反应生成N₂，利用电荷守恒与原子守恒知有H₂O参与反应且有OH^-生成；②转移2mol电子时，阳极（阳极反应为H₂O失电子氧化为O₂和H⁺）消耗1mol水，产生2molH⁺进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN₂（5.6g），同时有2molH⁺（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m_左-△m_右）＝18g-3.6g＝14.4g。