题目内容
【题目】饮用水的质量关系到关系到每个人的健康，因含有一定浓度的NO3-将对人类健康产生危害，NO3-能氧化人体血红蛋白中的Fe（II），使其失去携氧功能,为了降低饮用水中NO3-的浓度，某兴趣小组提出如图方案：
请回答下列问题：
（1）人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸（胃酸的主要成分是HCl）作用下转化成亚铁盐。写出该反应的离子方程式：____。
（2）已知过滤后得到的滤渣是一种混合物，则在溶液中铝粉和NO3-反应的离子方程式为__。
（3）该方案中选用熟石灰调节pH，理由是___、___。
（4）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___。
（5）饮用水中的NO3-主要来自于NH4＋。已知在微生物作用的条件下，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图，试写出1molNH4＋(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是____。
【答案】Fe+2H+=Fe2++H2↑ 10Al+6NO3-+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH- 引入的Ca2+对人体无害 来源丰富、价格便宜 5H2+2NO3-
N2+4H2O+2OH- NH4＋(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NO3－ (aq)＋H2O(l) △H=-346kJ·mol－1
【解析】
流程饮用水加入熟石灰调节pH值，加入铝粉生成氮气和氢氧化铝，过滤得到氢氧化铝，氢氧化铝在空气中煅烧生成氧化铝和水，电解熔融的氧化铝得到铝，进行循环利用。
(1) 根据胃酸的成分及铁与盐酸的反应原理分析即可，铁与盐酸反应会生成氯化亚铁与氢气；
（2）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；
（3）选用熟石灰调节pH，原料来源丰富，价格便宜，且引入离子对人体无害，注意pH过大或过小，都将直接发生Al与酸或碱的反应；
（4）用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3-的浓度，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；
（5）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=-273kJmol-1，第二步热化学反应为NO2-（aq）+0.5O2（g）=NO3-（aq）△H=-73kJmol-1，利用盖斯定律可计算1molNH4+（aq）全部氧化成NO3-（aq）的热化学方程式。
（1）胃酸的主要成分是盐酸，铁可以与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
答案：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；
（2）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-；
答案：10Al+6NO3-+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH-；
（3）选用熟石灰调节pH，原料来源丰富，价格便宜，且引人离子对人体无害，注意pH过大或过小，都将直接发生Al与酸或碱的反应，否则会造成Al的大量消耗；
答案：引入的Ca2+对人体无害；来源丰富、价格便宜；
（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+2NO3-
N2+4H2O+2OH-；
答案：5H2+2NO3-N2+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=-273kJmol-1①，第二步热化学反应为NO2-（aq）+0.5O2（g）=NO3-（aq） △H=-73kJmol-1②，由盖斯定律可知①+②得NH4＋(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NO3－ (aq)＋H2O(l) △H=-346kJ·mol－1；
答案：NH4＋(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NO3－ (aq)＋H2O(l) △H=-346kJ·mol－1。
