Question

催化反硝化法可用于治理水中硝酸盐的污染．催化反硝化法的基本过程如下：
NO₃^-→NO₂^-→NO→N₂O→N₂．已知在催化反硝化法中，H₂能将NO₃^-还原为N₂，在25℃时，反应时间进行10min，测得溶液的pH由7变为12．
（1）上述反应的离子方程式为

 

．
（2）10分钟内的平均反应速率υ（NO₃^-）=

 

mol?L^-1?min^-1．
（3）在常温下，测得0.1mol?L^-1溶液的pH约为11，则NaNO₂的水解程度（指的是已水解量与原总量的比值）为

 

．
（4）以下能促进NO₂^-水解的方法有

 

（用相应的编号填写，下同）
A．加入1mol?L^-1 NaNO₂  B．升高温度  C．加水   D．加入1mol?L^-1 NaOH溶液   E．加入催化剂
（5）硝化和反硝化是两个相对的过程．硝化作用是利用硝化细菌将氨（或NH₄⁺）氧化为硝酸的过程．下列因素中对硝化过程一般不考虑产生影响的是

 

A．温度          B．压强           C．PH值         D．溶解氧
（6）水体中的NH₄⁺通过硝化后最终生成NO₃^-，严重污染水质，通常可以用间接电化学氧化法除去NH₄⁺．其基本原理是用石墨作电极电解含有NH₄⁺和Cl^-等的溶液，电解过程中涉及的其中一个反应为：2NH₄⁺+3HClO→N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-，则电解时阳极的电极反应式为

 

．

Answer 1

分析：（1）H₂能将NO₃^-还原为N₂，溶液呈碱性，说明有氢氧根离子生成，氢气被氧化生成水；
（2）根据氢氧根离子变化计算生成氢氧根离子的物质的量浓度，再根据同一反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算硝酸根离子反应速率；
（3）水解程度=

c(OH-)

c(NaNO2)

×100%；
（4）稀释或升高温度都能促进盐类水解；
（5）细菌属于蛋白质，受温度、溶解氧、酸碱影响；
（6）用石墨作电极电解时溶液时，阳极上氯离子放电．

解答：解：（1）H₂能将NO₃^-还原为N₂，溶液呈碱性，说明有氢氧根离子生成，氢气被氧化生成水，所以离子反应方程式为：2NO₃^-+5H₂

催化剂  .

N₂+2OH^-+4H₂O，故答案为：2NO₃^-+5H₂

催化剂  .

N₂+2OH^-+4H₂O；
（2）该溶液中氢氧根离子浓度由10^-7 mol/L变为0.01mol/L，则v（OH^-）=

(10-2-10-7)mol/L

10min

=0.001mol/（L．min），同一反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以v（OH^-）=υ（NO₃^-）=0.001mol/（L．min），故答案为：0.001；
（3）该溶液中c（OH^-）=0.001mol/L，水解程度=

c(OH-)

c(NaNO2)

×100%=

0.001

0.1

×100%=1%，故答案为：1%；
（4）A．加入1mol?L^-1 NaNO₂，溶液浓度越大，盐类水解程度越小，所以抑制水解，故错误；
 B．盐类水解是吸热反应，升高温度促进盐类水解，故正确；  
C．加水稀释促进盐类水解，故正确；   
D．加入1mol?L^-1 NaOH溶液，氢氧根离子浓度增大抑制盐类水解，故错误；   
E．加入催化剂不影响平衡移动，故错误；
故选BC；
（5）细菌属于蛋白质酶，酶的活性受温度、酸碱性及强氧化剂的影响，所以没有影响的是压强，故选B；
（6）用惰性电解电解，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑．

点评：本题以氮元素为载体考查电解原理、盐类水解、反应速率等知识点，根据离子放电顺序、盐类水解影响因素、反应速率公式等知识点来分析解答即可，该题考查较综合，同时考查学生对基础知识的掌握，题目难度中等．