含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重．某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO${O} {3}^{-}$还原成N2.从而消除氮污染．(1)配平以下有关的离子反应方程式:□NO${\;} {3}^{-}$+□Al+□H2O-→□N2↑+□Al(OH)3+□OH-(2)以上反应中失电子的物质是Al.每生成1mol还原产物.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重．某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO${O}_{3}^{-}$还原成N₂，从而消除氮污染．
（1）配平以下有关的离子反应方程式：
□NO${\;}_{3}^{-}$+□Al+□H₂O-→□N₂↑+□Al（OH）₃+□OH^-
（2）以上反应中失电子的物质是Al，每生成1mol还原产物，将有10mol电子发生转移．
（3）现需除去1m³含氮0.3mol的废水中的NO${\;}_{3}^{-}$（设氮元素都以NO${\;}_{3}^{-}$的形式存在），则至少需要消耗金属铝的物质的量为0.5mol
（4）该小组对某无色溶液所含离子进行分析，若溶液中只含有下列8种离子中的某几种：Na⁺、H⁺、Mg²⁺、Ag⁺、Cl^-、OH^-、HCO₃^-、NO₃^-．已知该溶液可与Al₂O₃反应则：
①该溶液与Al₂O₃反应后有Al³⁺生成，则原溶液中一定含有H⁺，一定不会含有大量的OH^-、HCO₃^-．
②该溶液与Al₂O₃反应后有AlO₂^-生成，则原溶液中一定含有OH^-、Na⁺，可能含有大量的Cl^-、NO₃^-．
③写出该溶液与Al₂O₃反应生成AlO₂^-的离子方程式：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．

分析（1）根据电子守恒和原子守恒来配平化学方程式；
（2）氧化还原反应中，化合价升高元素失去电子，化合价降低元素对应的产物是还原产物，根据化学方程式来计算反应转移电子的量；
（3）根据化学方程式中硝酸根离子和金属铝之间的关系来计算回答；
（4）①溶液与Al₂O₃反应后有Al³⁺生成，说明该溶液显酸性，与氢离子能反应的离子不能大量共存；
②该溶液与Al₂O₃反应后有AlO₂^-生成说明该溶液显碱性，不与氢氧根离子反应的离子可大量共存；
③碱与氧化铝反应生成偏铝酸根离子和水．

解答解：（1）氯元素化合价共升高了3价，两氮元素化合价共降低了10价，根据得失电子守恒，则需要转移电子30mol，所以金属铝的前面系数是10，硝酸根前面系数是6，氮气前面系数是3，根据原子守恒配平氢原子和氧原子即可，即
6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，故答案为：6、10、18、3、10、6；
（2）氧化还原反应中，化合价升高元素Al失去电子，化合价降低的N元素对应的产物氮气是还原产物，根据化学方程式可以知道，生成3mol的氮气转移电子是30mol，当生成1mol氮气时，转移电子是10mol，
故答案为：Al；10mol；
（3）因为含氮0.3mol的废水中的NO₃^-的物质的量为0.3mol，根据化学方程式，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为0.5mol，
故答案为：0.5 mol；
（4）①溶液与Al₂O₃反应后有Al³⁺生成，说明该溶液显酸性，一定含有H⁺；OH^-、HCO₃^-一定不会大量存在，
故答案为：H⁺；OH^-、HCO₃^-；
②该溶液与Al₂O₃反应后有AlO₂^-生成说明该溶液显碱性，H⁺、Mg²⁺、Ag⁺与OH^-不能大量共存，必定含有一种阳离子：Na⁺，故溶液中一定含有OH^-、Na⁺，可能含有Cl^-、NO₃^-，
故答案为：OH^-、Na⁺；Cl^-、NO₃^-；
③碱与氧化铝反应生成偏铝酸根离子和水，该离子反应为Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+H₂O．

点评本题考查了氧化还原反应、离子的共存，为高考常见题型，注重信息的抽取和氧化还原反应的考查，对学生思维严密性有较好的训练，具有坚实的基础知识即可解答，注意氧化铝的两性，题目难度中等．

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8．

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3．

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