Question

含氮废水进入水体而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还原为N₂，从而消除污染。

(1)配平以下有关的离子反应方程式：

□+□Al+□H₂O□N₂↑+□Al(OH)₃+□OH^-

(2)以上反应中，失电子的物质是_____________，氧化剂的还原产物是_____________，每生成1 mol这种还原产物，将有_____________摩尔电子发生转移。

(3)现需除去1 m³含氮0.3 mol的废水中的 (设氮元素都以的形式存在)，则至少需要消耗金属铝_____________克。

(4)你对以上治理污染的方案有何评价？

Answer 1

解析:本题以环境保护问题“含氮废水的治理”为载体，综合考查还原剂、还原产物的确定、氧化还原反应方程式的配平、电子转移和有关计算，并要求对治理方案进行评价。能很好地考查综合应用知识的能力和全面分析问题的能力。

(1)用化合价升降法配平。在该反应中，氧化剂()，化合价降低的总数为10；还原剂(),化合价升高的总数为3。由此先确定氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物的化学计量数。由电荷守恒确定OH^-的化学计量数，最后用观察法配平其他。

(2)在该反应中，失去电子的物质是Al，还原产物是N₂。生成1 mol N₂时，转移电子的物质的量是1 mol×2×(5-0)=10 mol。

(3)设需要铝的质量为x，由得失电子守恒可知：0.3 mol×(5-0)=,解得x=13.5 g。

(4)应考虑到治理成本、是否产生新的污染等问题。如长期饮用含较多的Al³⁺的水，会使人易患痴呆症等。

答案:(1)+10Al+18H₂O====3N₂↑+10Al(OH)₃+6 OH^-

(2)Al  N₂  10  (3)13.5

(4)该方案的治理成本较高；铝会造成水体新的污染等等。