Question

19．工业上可用以下方案使饮用水中NO₃^-含量达标．

请回答下列问题：
（1）调节pH不宜过大或过小，否则会造成铝的利用率降低；试剂X可选用B（填序号）．
A．KOH      B．Ca（OH）₂     C．CO₂      D．CuO
（2）流程中操作①的名称为过滤，若在实验室中进行此操作，所需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒．
（3）写出溶液中铝粉和NO₃^-反应的离子方程式：10Al+6NO₃^-+18H₂O═10Al（OH）₃↓+3N₂↑+6OH^-．
（4）还可用以下化学反应使饮用水中NO₃^-含量达标，产物之一是空气的主要成分．完成下列离子方程式：5H₂+2NO₃^-+2H⁺ $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+6H₂O．

Answer 1

分析 试剂X为Ca（OH）₂，选用Ca（OH）₂调节pH，原料来源丰富，价格便宜，且引人离子对人体无害，在pH=10.25时加入铝粉，与NO₃^-发生氧化还原反应生成氮气和氢氧化铝，煅烧生成氧化铝，电解可生成铝，以此解答该题．

解答 解：试剂X为Ca（OH）₂，选用Ca（OH）₂调节pH，原料来源丰富，价格便宜，且引人离子对人体无害，在pH=10.25时加入铝粉，与NO₃^-发生氧化还原反应生成氮气和氢氧化铝，煅烧生成氧化铝，电解可生成铝，
（1）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，
故答案为：铝；B；
（2）流程中操作①用于分离固体和液体，为过滤操作，用到的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：过滤； 烧杯、漏斗、玻璃棒；
（3）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^-，
故答案为：10Al+6NO₃^-+18H₂O═10Al（OH）₃↓+3N₂↑+6OH^-；
（4）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^-+2H⁺$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+6H₂O，
故答案为：5；2；2H⁺；N₂；6．

点评 本题以信息的形式考查氧化还原反应、离子反应，侧重于学生的分析、实验能力的考查，为高频考点和常见题型，注重对化学用语的考查，注意知识与题目信息的结合来解答，对学生能力要求较高，题目难度中等．