题目内容

日常饮用水中NO3的含量是水质卫生检验的重要标准之一,达到一定浓度时会对人类健康产生危害,为了降低饮用水中NO3的浓度,某兴趣小组提出如下方案:

请回答下列问题:
(1)该方案在调节pH时,若pH过大或过小都会造成          的利用率降低。
(2)已知过滤后得到的滤液中几乎不含铝元素。①在溶液中铝粉和NO3反应的离子方程式为                                                           
②滤渣在空气中煅烧过程中涉及的相关反应方程式为                               
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3的浓度,已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则催化还原法的离子方程式为                          
(4)饮用水中的NO3-  主要来自于NH4。已知在微生物作用下,NH4+  经过两步反应被氧化成NO3-  。两步反应的能量变化示意图如下:
   
试写出1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3-  (aq)的热化学方程式是                   
(5)固体a熔融电解时阴极反应式为                               
(1)铝(或Al)(2分)
(2)①10Al+6NO3+18H2O=10Al(OH)3↓+3N2↑+6OH(2分)
②4Al+ 3O22 Al2 O3    2Al(OH)3 Al2 O3+3 H2O(各2分)
(3)5H2+2NO3N2↑+4H2O+2OH (2分)
(或5H2+2NO3+2HN2↑+6H2O)
(4)NH4+  (aq)+2O2(g)=2H(aq)+NO3-  (aq)+H2O(l) △H=-346 kJ·mol-1(2分)
(5)Al3++3e-= Al(2分)

试题分析:(1)由于铝能和酸或碱都能反应,该方案在调节pH时,若pH过大或过小都会造成铝(或Al) 的利用率降低。(2)①铝粉与硝酸根离子发生氧化还原反应生成固体,则固体为氢氧化铝,则硝酸被还原为氮气,则在溶液中铝粉和NO3反应的离子方程式为10Al+6NO3+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH;②滤渣在空气中煅烧过程中涉及的相关反应方程式为4Al+ 3O22 Al2 O3和2Al(OH)3 Al2 O3+3 H2O。(3)H2催化还原饮用水中NO3,反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则产物为水和氮气,该反应为5H2+2NO3N2+4H2O+2OH;(4)由图可知,第一步热化学反应为NH4+(aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2 (aq)+H2O(l)△H=﹣2736 kJ?mol﹣1①,第二步热化学反应为NO2 (aq)+0.5O2(g)=NO3 (aq))△H=﹣73kJ?mol﹣1②,由盖斯定律可知①+②得1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3 (aq)的热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3 (aq)+H2O(l)△H=﹣346 kJ?mol﹣1。(5)固体a熔融电解时阴极是提电子的,反应式为Al3++3e-= Al。
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