题目内容
（2012?上海模拟）某反应池中，发生“生物硝化过程”，利用O2将NH4+氧化成NO3-，如果不考虑过程中硝化细菌的增殖，其净反应如下式所示：
完成上述反应的离子方程式并配平，将系数填入方框中，并标出电子的转移方向和数目．
（1）反应中，还原剂是
（2）将铵态氮中的lmg氮转化成硝酸根中的氮，需氧气
（3）取100mL完全反应以后的溶液，加入19.2g铜粉及一定量的稀硫酸，恰好完全反应（假设还原产物全部是NO气体），则原溶液中NH4+的浓度为
NH4+
NH4+
+2O2
2O2
| 硝化细菌 |
NO3-
NO3-
+2H+
2H+
+H2O
H2O
完成上述反应的离子方程式并配平，将系数填入方框中，并标出电子的转移方向和数目．
（1）反应中，还原剂是
NH4+
NH4+
，被还原的元素是O2中的O
O2中的O
．（2）将铵态氮中的lmg氮转化成硝酸根中的氮，需氧气
4.57
4.57
mg．（精确到0.01）（3）取100mL完全反应以后的溶液，加入19.2g铜粉及一定量的稀硫酸，恰好完全反应（假设还原产物全部是NO气体），则原溶液中NH4+的浓度为
2
2
mol/L．（假设反应前后溶液的体积不变）分析：由信息可知，O2将NH4+氧化为NO3-，根据电荷守恒可知，还生成H+，反应中NH4+→NO3-，N元素化合价由-3价升高为+5价，化合价总共升高8价，O2→
，O元素化合价由0价降低为-2价，化合价总共降低4价，根据化合价升降相等可知，NH4+系数为1，O2系数为2，根据N元素是可知NO3-系数为1，根据电荷守恒可知H+系数为2，根据元素守恒可知还生成H2O，其系数为1．
（1）元素的化合价升高为还原剂，元素的化合价降低被还原，以此来解答；
（2）铵态氮中的1mg氮，则NH4+的质量为1mg×
，根据（1）的离子方程式计算需要氧气的质量；
（3）反应中NO3-→NO，N元素化合价由+5价降低为+2价，Cu→Cu2+，Cu元素化合价由0价升高为+2价，根据电子转移守恒有2n（Cu）=3n（NO3-），根据N元素守恒有n（NH4+）=n（NO3-），再根据c=
计算；
| -2 |
| O |
（1）元素的化合价升高为还原剂，元素的化合价降低被还原，以此来解答；
（2）铵态氮中的1mg氮，则NH4+的质量为1mg×
| 18 |
| 14 |
（3）反应中NO3-→NO，N元素化合价由+5价降低为+2价，Cu→Cu2+，Cu元素化合价由0价升高为+2价，根据电子转移守恒有2n（Cu）=3n（NO3-），根据N元素守恒有n（NH4+）=n（NO3-），再根据c=
| n |
| V |
解答：解：由信息可知，O2将NH4+氧化为NO3-，根据电荷守恒可知，还生成H+，反应中NH4+→NO3-，N元素化合价由-3价升高为+5价，化合价总共升高8价，O2→
，O元素化合价由0价降低为-2价，化合价总共降低4价，根据化合价升降相等可知，NH4+系数为1，O2系数为2，根据N元素是可知NO3-系数为1，根据电荷守恒可知H+系数为2，根据元素守恒可知还生成H2O，其系数为1，所以离子方程式为NH4++2O2=NO3-+2H++H2O．
故答案为：1NH4+、2O2；1NO3-、2H+、1H2O；
（1）在氧化还原反应中，化合价升高的元素被氧化发生氧化反应，元素化合价降低的元素被还原，该反应中反应中NH4+→NO3-，N元素化合价由-3价升高为+5价，NH4+为还原剂，O2→
，O元素化合价由0价降低为-2价，被还原的元素是O2中的O，电子由氮元素转移给氧元素，转移8个电子，
故答案为：NH4+；O2中的O；；
（2）令需要氧气的质量为x，则：
NH4++2O2=NO3-+2H++H2O．
18g 64g
1mg×
x
所以x=
×1mg×
=4.57mg
故答案为：4.57；
（3）反应中NO3-→NO，N元素化合价由+5价降低为+2价，Cu→Cu2+，Cu元素化合价由0价升高为+2价，根据电子转移守恒有2n（Cu）=3n（NO3-）=
×2=0.6mol，所以n（（NO3-）=0.2mol，根据N元素守恒有n（NH4+）=n（NO3-）=0.2mol，所以原溶液中NH4+的浓度为
=2mol/L．
故答案为：2；
| -2 |
| O |
故答案为：1NH4+、2O2；1NO3-、2H+、1H2O；
（1）在氧化还原反应中，化合价升高的元素被氧化发生氧化反应，元素化合价降低的元素被还原，该反应中反应中NH4+→NO3-，N元素化合价由-3价升高为+5价，NH4+为还原剂，O2→
| -2 |
| O |
故答案为：NH4+；O2中的O；
；（2）令需要氧气的质量为x，则：
NH4++2O2=NO3-+2H++H2O．
18g 64g
1mg×
| 18 |
| 14 |
所以x=
| 64g |
| 18g |
| 18 |
| 14 |
故答案为：4.57；
（3）反应中NO3-→NO，N元素化合价由+5价降低为+2价，Cu→Cu2+，Cu元素化合价由0价升高为+2价，根据电子转移守恒有2n（Cu）=3n（NO3-）=
| 19.2g |
| 64g/mol |
| 0.2mol |
| 0.1L |
故答案为：2；
点评：本题考查氧化还原反应的配平、根据方程式的计算、物质的量浓度计算等，根据守恒判断其它生成物是解题的关键．掌握化合价升降法配平氧化还原反应方程式，题目难度中等．
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